Классы «Физика на кухне»



Дата10.05.2019
өлшемі20 Kb.
түріЗакон

10. Какие законы объясняют явления, происходящие в термосе?

7f277

Термос – это сосуд для хранения содержимого при постоянной температуре. Горячий кофе или бульон в нем долго не остывает. И наоборот: холодная вода или молоко в термосе почти не нагреваются. Это очень полезное изобретение.

Устройство термоса, предназначенного для хранения жидкостей, показано на рис. Он состоит из стеклянного сосуда 4 с двойными стенками. Внутренняя поверхность этих стенок покрыта блестящим металлическим слоем, а из пространства между стенками выкачан воздух. Чтобы защитить стеклянный корпус термоса от повреждений, его помещают в картонный или металлический футляр 3. сосуд закупоривают пробкой 2, а сверху футляра навинчивают колпачок 1.

Термос устроен таким образом, что теплообмен его содержимого с окружающей средой сведен до минимума. Отсутствие воздуха между его стенками препятствует переносу энергии путем конвекции и теплопроводности, а блестящий слой на внутренней поверхности термоса препятствует передаче энергии излучением. за счет этого и достигаются минимальные потери тепла, а также удерживается температурный баланс между окружающей средой и содержимым термоса.



Длительное сохранение содержимого в термосе при постоянной температуре объясняется:

  1. Законом сохранения энергии: при любых процессах, происходящих в замкнутой системе, её внутренняя энергия остается неизменной, то есть сохраняется. действительно, так как система замкнута, то она не может взаимодействовать ни с какими внешними телами. Это означает, что окружающие систему тела не способны ни совершить работу над ней (Авнеш=0), ни передать ей какое-либо количество теплоты (Q=0), т.е. подставляя в формулу ∆U=Q+Aвнеш эти значения Q=0 и Авнеш=0 получаем ∆U=0, откуда U=const, что и требовалось доказать. (закон сохранения энергии является следствием I закона термодинамики)

  2. Законом сохранения массы: в любой замкнутой системе испарение жидкости и конденсация являются равновесными процессами: сколько молекул жидкости покинуло её в результате испарения, столько же и возвратилось снова в нее в результате конденсации. Значит масса и объем жидкости сохраняются.

При испарении температура жидкости понижается но так как в изолированной системе процессы испарения и конденсации равновесны, то температура этой изолированной жидкости остается длительной время неизменной.

  1. II закон термодинамики (закон возрастания энтропии): во всех замкнутых системах энтропия никогда не убывает она либо остается постоянной, либо возрастает. В данном случае температура содержимого в термосе не изменяется, значит в состоянии статистического равновесия жидкости энтропия максимальна, что соответствует состоянию теплового равновесия.








Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет