Что происходит с твердыми телами и жидкостями при нагревании?

6 ответов на вопрос “Что происходит с твердыми телами и жидкостями при нагревании?”

  1. BIGTAIM Ответить

    твёрдые тела расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. то же самое происходит и с жидкостями.
    При нагревании воздух поднимается вверх.
    При охлаждении – опускается.
    При нагревании объем воздуха увеличивается.
    При охлаждении – уменьшается.
    Физическое тело и вещество определение. Примеры.
    Физическое тело – это каждый окружающий нас предмет. (физическиу тела: ручка, книга, парта)
    Вещество – это всё то, из чего состоят физические тела.
    Три состояния вещества. Главное свойство каждого состояния вещества.
    В природе вещества встречаются в трех состояниях: в твердом, жидком и газообразном.
    Твердое тело имеет собственную форму и объем. Твёрдое тело – молекулы распределяются в опред. порядке, молекулы совершают колебательные движения, сохраняется объём.
    Жидкости легко меняют свою форму, но сохраняют объем. Жидкость – расстояние между молекулами меньше размеров самих молекул, при сближении молекулы отталкиваются, не имеет формы
    Газылегко изменяют свой объем. Газы не имеют собственной формы и постоянного объема. Газ- расстояние между молекулами больших размеров, молекулы быстро заполняют весь объём, молекулы почти не взаимодействуют
    7. Цена деления. Правило для определения цены деления.
    Цена деления шкалы — разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Расстояние между двумя ближайшими штрихами на шкале называется ценой деления. Чтобы определить цену деления шкалы прибора, нужно найти два ближайших штриха шкалы, около которых написаны числовые значения. Затем из большего значения вычесть меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.
    Уметь определять цену деления по рисунку и снимать показания приборов.

    1. Для начала необходимо взять измерительный прибор, например, простую линейку, и внимательно осмотреть его. Вы видите деления – большие и маленькие. Деления бывают разных цветов. Некоторые из делений подписаны.
    2. Теперь необходимо отметить отрезок до первого такого подписанного деления и сосчитать количество небольших делений, которые находятся в данном отрезке. Например, в обычной линейке в отрезке, который равен 1-му сантиметру, есть 10 таких делений.
    3. Далее нужно определить цену маленького деления. Это сделать очень просто: необходимо разделить величину 1-го подписанного деления на количество таких маленьких делений, которые находятся внутри данного отрезка. На обычной линейке, например, 1 сантиметр необходимо делить на 10 делений. Мы получим 1 миллиметр – это будет цена самого маленького деления на обычной линейке.

  2. ~C~A~T~A~H~A~ Ответить

    8. Тепловое расширение жидкостей, так же как и твёрдых тел, учитывают и в технике, и в быту. Если жидкость, доверху заполняющая закрытый сосуд, нагревается, то из-за высокого давления сосуд может разорваться. Поэтому баки, в которых нагревают жидкости, делают из материала с большим температурным коэффициентом расширения. Цистерны, в которых перевозят жидкости, не заполняют доверху.
    9. Все жидкости достаточно равномерно расширяются с повышением температуры. Исключение составляет вода. Вода расширяется только при нагревании до температуры выше 4 °С. При нагревании от 0 до 4 °С она сжимается, её объём уменьшается, а плотность увеличивается. Наибольшую плотность вода имеет при 4 °С. На рисунке 87 приведён график зависимости плотности воды от температуры.

    Пусть вода имеет низкую температуру. Под действием солнечных лучей верхние слои воды нагреваются, предположим, до температуры 2 °С. Плотность воды в этом слое больше, чем в слое, лежащем ниже и имеющем температуру О °С. Нагретая вода опускается вниз. Её место занимает вода, имеющая более низкую температуру. Таким образом, происходит непрерывная смена слоёв воды и равномерное прогревание всей её толщи. Это будет происходить, пока температура воды не станет равной 4 °С. При дальнейшем нагревании верхние слои становятся менее плотными и остаются вверху.
    Поэтому большие толщи воды прогреваются быстро лишь до 4 °С, дальнейшее прогревание нижних слоёв идёт медленно из-за плохой теплопроводности и отсутствия конвекции. Охлаждение воды до 4 °С идёт быстро, а дальнейшее охлаждение замедляется по той же причине. Это приводит к тому, что глубокие водоёмы, начиная с некоторой глубины, имеют температуру 2—3 °С. Даже зимой вода в водоёмах не промерзает до дна. Верхние более холодные слои воды опускаются вниз, а тёплые занимают их место. Такое перемещение происходит до тех пор, пока температура воды не станет равной 4 °С. При дальнейшем охлаждении верхние слои не будут опускаться вниз и постепенно замёрзнут.
    Вопросы для самопроверки
    1. Что происходит с твёрдыми телами и жидкостями при нагревании?
    2. Какая величина характеризует свойство различных веществ, из которых сделаны тела, по-разному расширяться при нагревании?
    3*. Сравните тепловое расширение монокристалла и поликристалла.
    4. Чем отличается кварцевое стекло от обычного?
    5. Что такое биметаллическая пластина? Как она действует? Где применяется?
    6. Как учитывают тепловое расширение жидкостей?
    7. Каковы особенности теплового расширения воды?
    8. Почему зимой вода в водоёмах не промерзает до дна?
    Задание 32
    1. Приведите примеры учёта теплового расширения твёрдых тел в технике и в быту.
    2. Почему колёса поезда стучат при движении по рельсам? Когда этот стук сильнее — зимой или летом?
    3*. Предложите конструкцию терморегулятора с использованием би- металлической пластины.
    4*. На сколько градусов нужно нагреть медный стержень длиной 2 м, чтобы он удлинился на 1 мм? Температурный коэффициент линейного расширения меди 1,7 • 10-5 град-1.
    5Э. Проделайте опыт, доказывающий, что твёрдые тела при нагревании расширяются. Возьмите монету, положите на дощечку и вбейте в дощечку два гвоздика, ограничивающих монету (рис. 88). Она должна проходить между гвоздиками. Возьмите монету щипцами и нагрейте. Проверьте, проходит ли нагретая монета между гвоздиками. Объясните результат опыта. Будьте осторожны! При нагревании монеты используйте только металлические щипцы, а также прихватку или салфетку, чтобы их держать.

    6Э. Проделайте опыт, доказывающий, что вода при нагревании расширяется.
    7*. Какой объём займёт керосин при 40 С, если при 0 °С его объём равен 500 м3? Температурный коэффициент объёмного расширения керосина 10-3 град-1. Каким должен быть минимальный объём бака для этого керосина?
    Ответы к заданиям
    4*. 29,4 °С.
    7*. 520 м3.
    <<< К началу

  3. Nilath Ответить

    Если нагреть тело, то движение его атомов, молекул
    станет более быстрым, их кинетическая энергия возрастет, а следовательно, увеличится
    температура тела.
    Молекулы газов с увеличением их энергии будут
    разлетаться все дальше друг от друга, стремясь занять все больший объем, если
    этому не препятствуют стенки сосуда. Газ при нагревании расширяется, а при
    охлаждении сжимается. В этом, например, легко убедиться, бросив слабо надутый
    воздушный шарик сначала в горячую, а затем в холодную воду.
    В твердых телах при нагревании возрастает размах
    колебаний их атомов около положения равновесия. Поэтому увеличиваются линейные
    размеры тел, а следовательно, и их объем. При охлаждении тела его объем уменьшается. Тепловое
    расширение твердых тел в сотни, а то и в тысячи раз меньше теплового расширения
    газов. Жидкости занимают промежуточное положение между твердыми телами и
    газами.
    Для количественной характеристики теплового расширения
    тел вводится коэффициент объемного расширения. Он показывает, как
    меняется объем тела по отношению к его первоначальному значению при увеличении
    температуры тела на один градус. Значения коэффициентов объемного расширения
    различны для разных веществ. Но опыт показывает, что при определенных условиях
    газы меняют свой объем одинаково. Поэтому газ является практически идеальным телом для
    измерения температуры. Именно газовые термометры используются для градуировки
    ртутных и спиртовых термометров в широком диапазоне температур.
    Строго говоря,
    лишь разреженные газы имеют одинаковый коэффициент объемного расширения. При
    нагревании от О°С до 1°С величина расширения газа приблизительно равна 1/273
    части первоначального объема газа.
    При описании
    свойств разреженных газов принято пользоваться моделью, которая называется идеальный
    газ    . Это воображаемый газ, молекулы которого не имеют размеров, то есть
    являются материальными точками, и взаимодействуют друг с другом только
    посредством упругих столкновений.
    Молекулы
    идеального газа имеют различные по направлению и величине скорости. Однако в состоянии
    равновесия некоторые величины скоростей встречаются наиболее часто. Для того
    чтобы представить распределение молекул по скоростям в газе, достаточно
    присмотреться к хаотическому движению детей в школьном коридоре во время
    перемены (когда в нем нет учителей!). Роли молекул здесь исполняют ученики.
    Кто-то торопится и бежит, кто-то стоит и разговаривает, но большинство
    передвигается со средней скоростью. Эта скорость резко возрастает, когда звучит
    звонок на урок. Вы торопитесь в разные классы, движение выглядит беспоря­дочным,
    но скорости учеников приблизительно одинаковы, особен­но, если народа в
    коридоре много и разогнаться невозможно. Столкновения учеников друг с другом
    выравнивают величины их скоростей. Однако при хаотическом движении в толпе
    нельзя выровнять средние скорости учащихся младших и старших классов. У тех,
    кто меньше и легче, средняя скорость всегда выше.
    Но средняя
    величина кинетической энергии движения

    приблизительно одна и
    та же: и у малышей, и у старшеклассников. Поэтому не средняя скорость, а именно
    среднее значение кинетической энергии молекул и характеризует температуру газа,
    как и любого другого тела.
    Температура
    тела определяется средним значением кинетической энергии его молекул.

  4. Darne Ответить

    Поскольку каждому давлению отвечает своя температура плавления, постольку при нагревании твердого тела оно не проходит область неустойчивых состояний, а перепрыгивает ее, превращаясь скачкообразно в жидкое состояние.
     [39]

    Зависимость удельной теплоемкости поливинилацетата от температуры при различных скоростях нагревания. / – 0 1 С / мин. 2 – С / мин. 3 – 1 5 С / мин.
     [40]
    При нагревании жидкости поглощаемое тепло расходуется на большее число степеней свободы, чем при нагревании твердого тела.
     [41]
    Из сказанного ранее мы знаем, что каким бы путем газ ни был поглощен, почти всегда можно нагреванием твердого тела до достаточно высокой температуры освободить его от поглощенных газов. Кроме того, если во время нагревания твердого тела для его обезгаживания поддерживать при помощи насосов по возможности более низкое давление окружающих его газов, процесс газовыделения в значительной мере облегчается. Отсюда следует, что прогрев деталей электровакуумного прибора в вакууме и является тем эффективным методом их обезгаживания, без применения которого нельзя добиться хорошего и притом устойчивого вакуума.
     [42]
    Задачу о температурном поле охлаждаемого или нагреваемого неподвижного сдоя зернистого материала ( насадки) сводят к задаче охлаждения или нагревания твердого тела, которое имеет форму аппарата, заполненного зернистым материалом. В этом случае коэффициент теплопроводности твердого тела принимается равным коэффициенту теплопроводности слоя зернистого материала.
     [43]
    Задачу о температурном поле охлаждаемого или нагреваемого неподвижного слоя зернистого материала ( насадки) сводят к задаче охлаждения или нагревания твердого тела, которое имеет форму аппарата, наполненного зернистым материалом. В этом случае коэффициент теплопроводности твердого тела принимается равным коэффициенту теплопроводности слоя зернистого материала.
     [44]
    Поэтому в расчетах процесса сушки нагретым воздухом необходимо знать равновесное влагосодержание материала, так же как в расчетах процесса нагревания твердых тел необходимо знать температуру, до которой оно может быть нагрето.
     [45]
    Страницы:  
       1
       2
       3
       4

  5. Malonin Ответить


    Большая часть веществ, способна пребывать в трёх
    состояниях: жидком, твёрдом и газообразном. Эти состояния принято называть агрегатными.
    Из одного состояния в другое вещество переходит при нагревании или охлаждении, а также при изменении давления.
    Ты уже знаешь, что если нагреть воду до температуры кипения, то она превратится в пар. То есть, перейдёт в газообразное состояние. Существует теория, которая объясняет свойства всех трёх состояний.
    Она называется кинетической и основана на утверждении, что в составе вещества частицы двигаются.
    Кинетическая теория.
    Большинство гипотез в науке не принимаются, пока не будут доказаны, но считаются истинными лишь потому, что объясняют те или иные явления . Объяснение свойств твёрдых, жидких и газообразных тел, исходя из энергии частиц, которые в их составе, даёт кинетическая теория. Частицы твёрдого тела расположены очень тесно друг к другу, связаны силой притяжения и не могут освободиться. Они лишь колеблются вокруг центра. Но как только мы начнём нагревать тело, то энергия его частиц начнёт расти. Вот тогда они могут оторваться друг от друга. Твёрдое тело начинает плавиться и течь. Частицы газа обладают ещё большей энергией и располагаются на ещё большем расстоянии друг от друга. Нагревание позволяет увеличить энергию частиц, те двигаются быстрее и тело переходит в другое агрегатное состояние.
    Броуновское движение.
    Английский биолог Роберт Броун в 1927 году исследовал частицы пыльцы, помещённые в жидкость, под микроскопом.
    Он заметил, что они двигаются зигзагообразно, но объяснить это не смог.
    Это хаотичное движение молекул назвали броуновским движением. Объяснение дал позже Альберт Эйнштейн.
    Он высказал, что частицы, помещённые в жидкость, двигаются благодаря соударению также двигающихся, но невидимых молекул.
    Изменение состояния.
    С повышением температуры энергия частиц тела увеличивается и достигает точки плавления. Тогда происходит разрыв связей между частицами и тело плавится.
    Например, парафин от свечи. Нагреваясь – стекает вниз, остывая, застывает снова в твердом состоянии.
    При дальнейшем нагревании достигается точка кипения, и частицы полностью освобождаются от взаимной связи и жидкость превращается в пар.
    Примером может служить гейзер, который разогретый вулканическими процессами, выбрасывает на поверхность кипящую воду и пар. А вот при остывании происходит обратный процесс. Газ конденсируется и становится жидкостью, а жидкость, охлаждаясь дальше, замерзает, превращаясь в твёрдое тело.
    Углекислый газ может переходить из твердого в газообразное состояние, минуя жидкое.
    Отсутствие воды на Марсе объясняется ничтожно малым атмосферным давлением.
    Вода там сразу же закипает и испаряется. У разных веществ переход в другое состояние происходит при разных температурах.
    Также можно изменить температуру плавления и кипения, если добавить в вещество какую-нибудь примесь или изменить давление.
    Давление земной атмосферы мы называем атмосферным.


    Поверхностное натяжение.
    Вы видели, как по поверхности водоёма спокойно разгуливают водомерки.
    Они не тонут и могут передвигаться по водной глади столько, сколько вздумают.
    Это возможно потому, что у жидкости есть слой поверхностного натяжения.
    Молекулы этого слоя гораздо прочнее связаны, чем в глубине жидкости.
    Это и создаёт своего рода плёнку на поверхности жидкости, а также формирует капли.
    А веса водомерки просто не хватает разорвать её.
    Испарение.
    Жидкость испаряется постоянно, даже когда не подогревается. Это происходит из-за того, что энергия молекул у поверхностного слоя значительно больше и это позволяет молекулам отрываться от поверхности, то есть испаряться.
    Испаряясь, температура жидкости снижается. Это особенно характерно, когда человек потеет.
    Капельки воды на коже испаряются и кожа охлаждается.
    Газы.
    Газ – это вещество, которое не имеет определённого объёма и формы. Следуя кинематической теории, энергии молекул газа хватает, чтобы разорвать связи и, разлетаясь, заполнить весь объём вокруг них.
    Этот процесс получил название – диффузия.
    От того, как сильно молекулы газа будут ударяться о стенки сосуда, зависит величина давления газа. Если, не меняя температуру, уменьшить объём газа, за счёт уменьшения объёма сосуда, тогда давление его вырастет, так как молекулы газа будут чаще ударять в стенки сосуда.Либо если накачать новую порцию газа.
    Нагреваясь, молекулы газа двигаются быстрее и на большее расстояние, газ расширяется и становится менее плотным. Если нагревая газ, ограничить его объём, то начнёт расти давление.


    Объём, масса и плотность.
    Объём – это количество пространства, которое занимает жидкость или твёрдое тело. Измеряется объём в кубических метрах. Чтобы узнать объём жидкости, нужно налить её в измерительную ёмкость. Объём твёрдого тела неправильной формы узнают по объёму вытесненной им жидкости из сосуда. Объём твердого тела правильной формы – по формуле.
    На одну чашу весов помещаем взвешиваемое тело, на другую – тело с известной массой. Масса твердого, жидкого или газообразного тела говорит нам, сколько в нем содержится вещества. Масса измеряем в килограммах и граммах. Нужно понимать отличие массы и веса – величины силы тяготения действующую на тело.


    По плотности мы можем судить о том, насколько плотно “подогнаны” частицы составляющие тело. Например, молекулы металла располагаются ближе друг к другу, чем молекулы бумаги.
    Значит и плотность металла выше. Плотность рассчитывается путем деления массы тела на его объем и измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3).
    Есть прибор для измерения плотности жидкости – гидрометр. В плотной жидкости он плавает вблизи поверхности, так как его вес может вытеснить лишь, небольшой объем жидкости.
    СОВМЕСТИТЕ ПОЛЕЗНОЕ С ПРИЯТНЫМ!
    Этот эксперимент показывает действие силы поверхностного натяжения. Налей в блюдечко чистой волы и добавь немного порошка, например талька.
    Накапай в середину жидкого мыла. Что происходит?
    Мыло разрушает поверхностное натяжение, т.е. силы притяжения между молекулами. Молекулы находящиеся возле стенок, крепче связаны друг с другом, поэтому всесь порошок в блюдечке собрался у бортиков.
    ***

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *