В закономерности ньютона подмечено что

В закономерности ньютона подмечено что

Учебник Физика 7 класс Кривченко И.В., размещённый в этой рубрике, включён в федеральный перечень учебников в соответствии с ФГОС. Учебник в цветном полиграфическом исполнении с твёрдым переплетом объёмом 150 страниц вышел из печати в июле 2015 г. в пятом издании. Учебник физики 7 класса рассчитан на 2 урока в неделю и содержит 6 тем курса физики, которые перечислены ниже.

Физика 7 класс, тема 01. Физические величины (7+2 ч)
Физика. Физическая величина. Измерение физических величин.
Цена делений шкалы прибора. Погрешность прямых и косвенных измерений.
Формулы и вычисления по ним. Единицы физических величин.
Метод построения графика. Физика 7 класс, тема 02. Масса и плотность (8+1 ч)
Явление тяготения и масса тела. Свойство инертности и масса тела.
Плотность вещества. Таблицы плотностей некоторых веществ.
Средняя плотность тел и их плавание.
Метод научного познания. Физика 7 класс, тема 03. Силы вокруг нас (13+2 ч)
Сила и динамометр. Виды сил.
Уравновешенные силы и равнодействующая.
Сила тяжести и вес тела. Сила упругости и сила трения.
Закон Архимеда. Вычисление силы Архимеда.
Простые механизмы. Правило равновесия рычага. Физика 7 класс, тема 04. Давление тел (10+0 ч)
Определение давления. Давление жидкости. Закон Паскаля. Давление газа.
Атмосферное давление. Барометр Торричелли. Барометр-анероид.
Вакуумметры. Манометры: жидкостные и деформационные.
Пневматические и гидравлические механизмы. Физика 7 класс, тема 05. Работа и энергия (9+1 ч)
Механическая работа. Коэффициент полезного действия. Мощность.
Энергия. Кинетическая и потенциальная энергия.
Механическая энергия. Внутренняя энергия.
Взаимные превращения энергии. Физика 7 класс, тема 06. Введение в термодинамику (15+2 ч)
Температура и термометры. Количество теплоты и калориметр.
Теплота плавления/кристаллизации и парообразования/конденсации.
Первый закон термодинамики. Двигатель внутреннего сгорания.
Теплота сгорания топлива и КПД тепловых двигателей.
Теплообмен. Второй закон термодинамики.

Учебник Физика 8 класс Кривченко И.В., размещённый в этой рубрике, включён в федеральный перечень учебников в соответствии с ФГОС. Учебник в цветном полиграфическом исполнении с твёрдым переплетом объёмом 150 стр. вышел из печати в июле 2015 г. в четвёртом издании. Учебник физики 8 класса рассчитан на 2 урока в неделю и содержит 5 тем курса физики, которые перечислены ниже.

Физика 8 класс, тема 07. Молекулярно-кинетическая теория (8+1 ч)
Из истории МКТ. Частицы вещества. Движение частиц вещества.
Взаимодействие частиц вещества. Систематизирующая роль МКТ.
Кристаллические тела. Аморфные тела. Жидкие тела. Газообразные тела.
Агрегатные превращения. Насыщенный пар. Влажность воздуха. Физика 8 класс, тема 08. Электронно-ионная теория (8+1 ч)
Строение атомов и ионов. Электризация тел и заряд.
Объяснение электризации. Закон сохранения электрического заряда.
Электрическое поле. Электрический конденсатор. Электрический ток.
Электропроводность жидкостей, газов и полупроводников. Физика 8 класс, тема 09. Постоянный электрический ток (13+2 ч)
Электрическая цепь. Сила тока. Электрическое напряжение. Работа тока.
Закон Ома для участка цепи. Сопротивление соединений проводников.
Закон Джоуля-Ленца. Электронагревательные приборы.
Полупроводниковые приборы. Переменный ток. Физика 8 класс, тема 10. Электромагнитные явления (8+1 ч)
Магнитное поле. Соленоид и электромагнит. Постоянные магниты.
Действие магнитного поля на ток. Электродвигатель на постоянном токе.
Электромагнитная индукция. Электротрансформатор. Передача электроэнергии.
Электродвигатель на переменном токе. Физика 8 класс, тема 11. Колебательные и волновые явления (9+2 ч)
Период, частота и амплитуда колебаний. Нитяной и пружинный маятники.
Механические волны. Свойства механических волн. Звук.
Электромагнитные колебания. Излучение и прием электромагнитных волн.
Свойства электромагнитных волн. Принципы радиосвязи и телевидения.

Учебник Физика 9 класс Кривченко И.В., размещённый в этой рубрике, включён в федеральный перечень учебников в соответствии с ФГОС. Учебник в цветном полиграфическом исполнении с твёрдым переплетом объёмом 150 стр. вышел из печати в июле 2015 г. в третьем издании. Учебник физики 9 класса рассчитан на 2 урока в неделю и содержит 4 темы курса физики, которые перечислены ниже.

Для перехода к параграфам кликайте нумерацию 01 02 03 04 05 и т.д. вверху страницы. Параграфы каждой темы курса физики снабжены интерактивными вопросами и заданиями.

Физика.ru • Клуб для учителей физики, учащихся 7-9 классов и их родителей

Источник

Тест 02 Плотность веществ и тел. 1 блок заданий

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Тест 07-2. Закономерности термодинамики.

Тело нагревают. Значит, внутренняя энергия тела …

Тело натирают плотной тканью. Значит, внутренняя энергия тела …

В опыте «воздушное огниво» внутренняя энергия воздуха …

В опыте «туман в бутыли» внутренняя энергия воздуха …

В термос налили чай. Постепенно его внутренняя энергия …

увеличивается за счет теплопередачи.

уменьшается за счет теплопередачи.

увеличивается за счет работы.

уменьшается за счет работы.

Энергия переносится струями или потоками вещества …

Энергия передается через слой неподвижного вещества …

Энергию через вакуум можно передать …

Энергия переходит от более нагретого тела к менее нагретому телу …

при теплообмене конвекцией.

при теплообмене теплопроводностью.

при любом способе теплообмена.

при теплообмене излучением.

Теплообмен излучением и конвекцией возможен через …

Теплообмен излучением и теплопроводностью возможен через …

Теплообмен конвекцией и теплопроводностью возможен через …

Первый закон термодинамики утверждает, что …

Второй закон термодинамики гласит, что …

Закон Кирхгофа предсказывает, что …

В закономерности Ньютона подмечено, что …

внутреннюю энергию тела можно изменить работой или теплопередачей.

теплота не может самостоятельно переходить от холодного тела к горячему.

теплообмен происходит только между нагретыми телами.

мощность теплообмена между телами зависит от разности их температур.

тела, хорошо излучающие энергию, будут и хорошо ее поглощать.

Нагревание и расширение –

Теплообмен и кристаллизация –

Количество теплоты и температура –

Калориметр и термометр –

Ответы: А1 Б3 В3 Г4 Д2
А1 Б2 В4 Г3
А1 Б4 В5
А1 Б2 В5 Г4
А1 Б1 В4 Г2 Д3

Тест 08-1. МКТ свойств вещества.

кинетическая и потенциальная энергии частиц приблизительно равны.

кинетическая энергия частиц почти равна нулю.

потенциальная энергия частиц гораздо больше их кинетической энергии.

кинетическая энергия частиц гораздо больше их потенциальной энергии.

От соударения до соударения частицы летают свободно …

Частицы почти не притягиваются друг к другу …

Плотнее всего частицы расположены …

Частицы расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решетку …

Частицы часто перескакивают из одного положения равновесия в другое …

в жидкостях и газах.

При превращении жидкости в пар величина межмолекулярных промежутков …

При учащении соударений молекул газа со стенками сосуда давление газа …

При удалении молекул друг от друга сила их притяжения …

При понижении температуры скорость диффузии …

При агрегатных превращениях вещества количество атомов в его молекулах …

может и увеличиваться, и уменьшаться.

Опыт «Последовательное растворение краски» подтверждает, что …

Диффузия веществ подтверждает, что …

Броуновское движение подтверждает, что …

Опыт «Сцепление свинцовых цилиндриков» подтверждает, что …

Существование силы упругости подтверждает, что …

частицы вещества чрезвычайно малы.

частицы вещества изменяются.

частицы вещества взаимодействуют.

частицы вещества движутся.

Кристалл и дальний порядок –

Положение равновесия и аморфное тело –

Диффузия и броуновское движение –

Смешивание и деформация –

Энергия и скорость молекул –

Ответы: А4 Б1 В1
А2 Б2 В3 Г3 Д1
А4 Б4 В3 Г3 Д1
А1 Б4 В4 Г3 Д3
А4 Б4 В3 Г3 Д2

Тест 08-2. МКТ агрегатных превращений.

Имеют постоянную температуру плавления только …

При нагревании постепенно размягчаются только …

Постоянство температуры плавления кристаллических тел означает, что …

Объяснение охлаждения жидких тел при испарении состоит в том, что …

Молекулярный механизм парообразования состоит в том, что …

Молекулярный механизм плавления состоит в том, что …

Существование летучих и нелетучих веществ объясняется тем, что …

возрастающий размах колебаний частиц нарушает дальний порядок.

кинетическая энергия частиц тела не меняется.

частицы различных тел неодинаково сильно притягиваются друг к другу.

в теле уменьшается доля «быстрых» частиц.

кинетическая энергия некоторых частиц больше, чем потенциальная.

Увеличение площади поверхности, с которой происходит испарение, …

Наличие ветра над поверхностью испаряющегося тела …

Охлаждение испаряющегося тела …

Наличие над поверхностью испаряющейся жидкости ее пара …

Изменение состава испаряющегося тела …

может и ускорять, и замедлять парообразование.

не влияет на скорость парообразования.

приводит к ускорению парообразования.

приводит к замедлению парообразования.

Кипение и сублимация –

Плавление и конденсация –

Гигрометр и психрометр –

Давление и влажность –

Ответы: А4 Б4 В1 Г1 Д2
А2 Б4 В5 Г1 Д3
А3 Б3 В4 Г4 Д1
А3 Б2 В2 Г4 Д5

Тест 09-1. Электронно-ионная теория.

Заряженной палочкой коснулись электроскопа. Теперь они заряжены …

Если тела взаимно отталкиваются, то это значит, что они заряжены …

Если заряженные тела взаимно притягиваются, значит они заряжены …

Стекло потерли о резину. Стекло и резина зарядились …

Эбонитовая палочка, потертая о шерсть, заряжается …

Движутся вокруг ядра атома –

Являются отрицательно заряженными частицами –

Являются положительно заряженными частицами –

Являются незаряженными частицами –

Образуются при электризации –

Все тела поддаются электризации потому, что …

При электризации масса тел почти не изменяется потому, что …

Слабая связь электронов с ядром атома подтверждается тем, что …

протоны и нейтроны образуют ядро атома.

электроны имеются в любых атомах.

только электроны одного тела могут переходить к другому телу.

электрон гораздо легче ядра атома.

Стекло, потертое о шелк, заряжается положительно, так как …

Шелк, потертый о стекло, заряжается отрицательно, так как …

При электризации тела заряжаются всегда разноименно потому, что …

только электроны одного тела могут переходить к другому телу.

в первом теле электронов становится больше, чем протонов.

из атомов и молекул образуются ионы.

в первом теле протонов становится больше, чем электронов.

Электрический ток в жидкостях представляет собой …

Электрический ток в вакууме представляет собой …

Электрический ток в твердых металлах представляет собой …

Электрический ток в жидких металлах представляет собой …

Электрический ток в газах представляет собой …

встречное движение противоположно заряженных ионов.

Источник

Законы Ньютона для «чайников»: объяснение 1, 2, 3 закона, пример с формулами

Мы уже говорили об основах классической механики. Настала пора поговорить о них подробнее и затронуть в обсуждении чуть больше, чем просто основу. В этой статье мы подробно разберем основные законы классической механики. Как вы уже догадались, речь пойдет о законах Ньютона.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Основные законы классической механики Исаак Ньютон (1642-1727) собрал и опубликовал в 1687 году. Три знаменитых закона были включены в труд, который назывался «Математические начала натуральной философии».

Был долго этот мир глубокой тьмой окутан
Да будет свет, и тут явился Ньютон.

(Эпиграмма 18-го века)

(Эпиграмма 20-го века)

Что стало, когда пришел Эйнштейн, читайте в отдельном материале про релятивистскую динамику. А мы пока приведем формулировки и примеры решения задач на каждый закон Ньютона.

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона гласит:

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано.

Проще говоря, суть первого закона Ньютона можно сформулировать так: если мы на абсолютно ровной дороге толкнем тележку и представим, что можно пренебречь силами трения колес и сопротивления воздуха, то она будет катиться с одинаковой скоростью бесконечно долго.

Инерция – это способность тела сохранять скорость как по направлению, так и по величине, при отсутствии воздействий на тело. Первый закон Ньютона еще называют законом инерции.

До Ньютона закон инерции был сформулирован в менее четкой форме Галилео Галилеем. Инерцию ученый называл «неистребимо запечатленным движением». Закон инерции Галилея гласит: при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо движется равномерно. Огромная заслуга Ньютона в том, что он сумел объединить принцип относительности Галилея, собственные труды и работы других ученых в своих «Математических началах натуральной философии».

Понятно, что таких систем, где тележку толкнули, а она покатилась без действия внешних сил, на самом деле не бывает. На тела всегда действуют силы, причем скомпенсировать действие этих сил полностью практически невозможно.

Например, все на Земле находится в постоянном поле силы тяжести. Когда мы передвигаемся (не важно, ходим пешком, ездим на машине или велосипеде), нам нужно преодолевать множество сил: силу трения качения и силу трения скольжения, силу тяжести, силу Кориолиса.

Второй закон Ньютона

Помните пример про тележку? В этот момент мы приложили к ней силу! Интуитивно понятно, что тележка покатится и вскоре остановится. Это значит, ее скорость изменится.

В реальном мире скорость тела чаще всего изменяется, а не остается постоянной. Другими словами, тело движется с ускорением. Если скорость нарастает или убывает равномерно, то говорят, что движение равноускоренное.

Если рояль падает с крыши дома вниз, то он движется равноускоренно под действием постоянного ускорения свободного падения g. Причем любой дугой предмет, выброшенный из окна на нашей планете, будет двигаться с тем же ускорением свободного падения.

Второй закон Ньютона устанавливает связь между массой, ускорением и силой, действующей на тело. Приведем формулировку второго закона Ньютона:

Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.

Если на тело действует сразу несколько сил, то в данную формулу подставляется равнодействующая всех сил, то есть их векторная сумма.

Существует более универсальная формулировка данного закона, так называемый дифференциальный вид.

В любой бесконечно малый промежуток времени dt сила, действующая на тело, равна производной импульса тела по времени.

Третий закон Ньютона

В чем состоит третий закон Ньютона? Этот закон описывает взаимодействие тел.

3 закон Ньютона говорит нам о том, что на любое действие найдется противодействие. Причем, в прямом смысле:

Два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.

Формула, выражающая третий закон Ньютона:

Пример задачи на законы Ньютона

Вот типичная задачка на применение законов Ньютона. В ее решении используются первый и второй законы Ньютона.

Десантник раскрыл парашют и опускается вниз с постоянной скоростью. Какова сила сопротивления воздуха? Масса десантника – 100 килограмм.

Решение:

Движение парашютиста – равномерное и прямолинейное, поэтому, по первому закону Ньютона, действие сил на него скомпенсировано.

На десантника действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Силы направлены в противоположные стороны.

По второму закону Ньютона, сила тяжести равна ускорению свободного падения, умноженному на массу десантника.

Ответ: Сила сопротивления воздуха равна силе тяжести по модулю и противоположна направлена.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

А вот еще одна физическая задачка на понимание действия третьего закона Ньютона.

Комар ударяется о лобовое стекло автомобиля. Сравните силы, действующие на автомобиль и комара.

Решение:

По третьему закону Ньютона, силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила, с которой комар действует на автомобиль, равна силе, с которой автомобиль действует на комара.

Другое дело, что действие этих сил на тела сильно отличаются вследствие различия масс и ускорений.

Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни

На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.

Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.

Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.

В самом конце предлагаем посмотреть видеоурок на тему «Законы Ньютона».

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник

Реферат: Труды Георга Рихмана о распределении теплоты

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

По дисциплине «физика»

«Труды Георга Рихмана о распределении теплоты»

1. Георг Вильгельм Рихман

1.2 Трагическая гибель Рихмана

2. Работы: калориметрия, теплообмен, испарение жидкостей

Список использованной литературы

Труды Ломоносова и Рихмана получили широкую известность не только в России, но и в Европе. Известно, что И. И. Ползунов был хорошо знаком с высказываниями Ломоносова о природе теплоты. INoviCommentarii, просматривал Лавуазье, так как в его трудах имеются ссылки на статьи Рихмана, помещенные в том же томе. Вполне возможно, что именно из ломоносовских Размышлений о причине теплоты и холода он использовал аргументы, развитые Ломоносовым против огненной материи в химии. Опыты Ломоносова и Рихмана проводились с большим риском для жизни. В письме к Шувалову 26 июля 1753 г. Ломоносов, производивший опыты в этот день одновременно с Рихманом, писал о трагической гибели своего друга: Что я ныне к Вашему превосходительству пишу, за чудо почитайте, для того что мертвые не пишут. Я не знаю еще или по последней мере сомневаюсь, жив ли я или мертв. Для количественного изучения электричества Рихман сконструировал первый электроскоп, состоявший из металлической линейки с прикрепленной к ней тонкой питью. При электризации нить, отталкиваясь от линейки, отклонялась на некоторый угол, измерявшийся транспортиром

1. Георг Вильгельм Рихман

Георг Вильгельм Рихман (нем. Georg Wilhelm Richmann) (22 июля 1711 — 6 августа 1753) — российский физик. Основные работы по калориметрии и электричеству. Вывел носящую его имя формулу для определения температуры смеси однородных жидкостей, имеющих разные температуры. Проводил опыты по теплообмену и испарению жидкостей в различных условиях. Предложил первую работающую модель электроскопа со шкалой. Соратник и друг М. В. Ломоносова. Погиб при проведении опытов с атмосферным электричеством.

Родился 22 июля 1711 года в семье балтийских немцев в городе Пернау (сегодня Пярну, Эстония), что находилось в шведской Ливонии, но стало частью Российской империи в результате Великой Северной войны (1700—1721). Его отец умер от чумы до рождения сына, и его мать снова вышла замуж. Его обучение началось в Ревеле (ныне Таллин, Эстония), но университетские науки он изучал в Германии в Халле и Йене. Занимая должность домашнего учителя в семье графа Остермана, он прибыл вместе с ней в Петербург. Учениками его в этой семье были: Иван, ставший вице-канцлером, и Фёдор, исполнявший обязанности Московского губернатора.

23 июля 1735 года Рихман представил сочинение по предмету физики, вместе с просьбой о принятии автора под покровительство Академии и 13 октября 1735, распоряжением президента Петербургской Академии Наук барона Корфа о принят в студенты Академии Наук по классу физики. Рихман занимался этой наукой под руководством профессора Крафта и помогать ему в его исследованиях и опытах. С 15 апреля 1740 года адъюнкта, а с 2 апреля 1741 года назначен вторым профессором теоретической и практической физики. В 1744 г. Крафт ушел из академии и Рихман занял его место.

К физическим опытам Рихмана, и особенно с электричеством — проявляла интерес императрица Елизавета Петровна. В марте 1745 года во дворце была отведена даже особая комната, где Рихман должен был демонстрировать электрические эксперименты. Не раз приходилось Рихману показывать физические опыты и в самой Академии посещавшим ее, членам Святейшего Синода и послам различных европейских государств.

1.2 Трагическая гибель Рихмана

2. Работы: калориметрия, теплообмен, испарение жидкостей

К середине XVIII в. наука о теплоте прошла уже достаточно долгий путь. В трудах античных философов Демокрита, Эпикура, Лукреция высказывалась догадка о том, что тепловые явления связаны с движением специальных тепловых атомов, имеющих форму шара. По мнению Демокрита, эти атомы врезаются в тела и вызывают действие, называемое теплотой.

Из других воззрений на природу теплоты исходил Аристотель. Он считал теплоту одним из четырех (теплота, холод, сухость и влажность) «первичных качеств», или «стихий», которая в сочетании с сухостью образует огонь. А огонь всегда находится выше всех вещей, являясь общим началом всех горючих тел. Это учение, принятое церковью как догма, стало серьезным тормозом в развитии науки о теплоте.

Только в XVII в. в трудах Бэкона, Декарта, Гассенди, а также Бойля, Гука, Ньютона и других ученых получили дальнейшее развитие предположения философов античности о теплоте как о движении атомов. Считая теплоту движением мельчайших частиц тела, Бэкон в то же время не отрицал и существования особой огненной материи, которая производит движение этих частиц. По мнению Декарта, огонь представляет собой быстрое движение заостренных частиц, а теплота – движение частиц шарообразной формы. Он утверждал также, что в твердых телах частицы находятся в покое, однако это утверждение было опровергнуто исследованиями Гука, пришедшего в результате своих наблюдений к выводу о том, что во всех телах вообще частицы находятся в движении.

Против Декарта выступил и Гассенди. По его мнению, теплота и холод вызываются атомами теплоты и атомами холода, которые сами по себе не обладают теплотой или холодом, но порождают теплоту благодаря своей особой форме и движению. Эта точка зрения способствовала возникновению учения о теплоте как о невесомом веществе.

В конце XVII в. Бойль провел большое число опытов, связанных с изучением теплоты. Убедившись в том, что нагревание тел легко достигается механическим путем посредством трения или ковки металла, он тем не менее оказался непоследовательным в своих атомистических воззрениях. Например, увеличение веса металла после его прокаливания в сосуде он объяснял существованием теплового вещества, или весомой «материи огня». Выводы Бойля способствовали распространению представлений о теплороде – невесомой материи, которая, подобно весомой жидкости, может свободно перетекать из одного тела в другое.

Широкому распространению теории теплорода в XVIII в. способствовали и успехи математического метода в физике, получившего повсеместное признание после работ Ньютона, где было введено новое понятие – «количество теплоты». Его последователи стали трактовать теплоту как некую субстанцию и рассматривать тепловые явления как переходы и изменения различных количеств этой субстанции.

Различные «невесомые жидкости» (флюиды) были введены и для объяснения электрических, магнитных и световых явлений. Для объяснения химических явлений, например горения, широкое распространение получила теория флогистона, под которым ученые того времени понимали вещество, якобы являвшееся носителем горючести. Они утверждали, что при горении тело становится легче, т.к. из него выделяется флогистон – горючее весомое начало. Некоторые химики допускали даже существование флогистона с отрицательным весом.

Теория теплорода, ложная в своей основе, сыграла в истории науки и положительную роль. Она помогла физикам систематизировать накопленный материал и правильно подметить некоторые закономерности тепловых явлений. Так, при изучении явлений перераспределения теплоты или ее передачи, когда общее количество теплоты оставалось неизменным, теория теплорода давала возможность провести правильные расчеты, хорошо объясняющие тепловой баланс. Объясняла она и явление теплопроводности, исходя из того, что теплота переходит из одного тела в другое, сохраняя свое общее количество подобно тому, как это происходит с жидкостью.

Огромное значение для изучения тепловых явлений сыграла термометрия. Она, по существу, и положила начало количественному изучению этого важнейшего раздела физики. До ее возникновения на Руси, например, сведения о погоде записывали так: «1657 год, генваря, 30-го дня, пяток. День был до обеда холоден и ветрен, а после обеда оттепелен, в ночи было ветрено». Если требовалось отметить температуру воздуха в зимний день, то записывали так: «Мороз мал». Или: «Мороз лютый». Появление первых термометров связано с изобретенным Г.Галилеем термоскопом, а позже – пригодными для научных измерений термометрами Фаренгейта, Реомюра и Цельсия. С помощью термометра (хотя к началу 40-х гг. XVIII в. в употреблении находилось не менее тринадцати различных шкал) ученые сразу же приступили к количественным исследованиям тепловых явлений.

Таким образом, ни М.В.Ломоносов, ни Г.-В.Рихман не были первопроходцами в этой области физики, ибо вопросами термометрии и теории теплоты еще до них занимались петербургские академики Г.Бильфингер, Г.Крафт, И.Делиль, И.Вейтбрехт, а также академические мастера-приборостроители. В 1744 г. Г.Крафт представил в академию труд «Различные опыты с теплом и холодом», в котором обобщил свои многолетние исследования и нашел эмпирическую формулу для определения температуры смеси двух различных по массе и по температуре количеств одинаковых жидкостей:

(формула 1)

где a и b – массы смешиваемых жидкостей, m и n – их температуры соответственно, 11 и 8 – коэффициенты. Крафт брал воду, холодную и горячую, температуру измерял по шкале Фаренгейта. Эти опыты, положившие начало научным исследованиям по калориметрии, были успешно продолжены Г.-В.Рихманом. Его труды вошли в историю физики в качестве основополагающих.

В 1744 г. Рихман представляет в академию труд «Размышления о количестве теплоты, которое должно получаться при смешивании жидкостей, имеющих определенные градусы теплоты». Однако молодому ученому на академическом собрании были сделаны серьезные замечания, и он провел еще одно исследование, подтверждающее справедливость выведенной им формулы, которое и представил в академию в 1748 г. Рихман убедительно доказал, что формула Крафта для определения температуры смеси применима только для случая смешивания двух малых объемов воды и что она неточна. Проведя огромное число тщательно выверенных опытов, Рихман получил довольно точную формулу (вошедшую в историю физики под его именем) для определения температуры смеси произвольного числа разных порций одной и той же жидкости разной температуры:

(формула 2)

Рихман первым использовал уравнение теплового баланса. И хотя это уравнение было составлено для температуры смеси различных количеств одной и той же жидкости, оно в первом приближении выражало правильное распределение теплоты при смешивании любого числа порций жидкости. Однако рассчитанные температуры всегда получались больше измеряемых. Разницу ученый относил за счет потерь тепла в окружающей среде. Немаловажное значение имеет выдвинутое им положение о том, что чем больше масса тела, тем меньше расхождение с расчетными формулами.

Используя формулу Рихмана, физики уже в XVIII в. успешно освоили новые методы калориметрических исследований, и вскоре английский физик и химик Дж.Блэк и независимо от него шведский физик И.Вильке открыли «скрытую теплоту плавления льда». На основе этой формулы был разработан способ смешивании жидкостей для определения их теплоемкостей. Этот способ также был назван именем Рихмана и до сих пор является одним из основных при определении теплоемкости, удельной теплоемкости и других теплофизических величин: из школьного курса физики известно, что удельная теплоемкость вещества рассчитывается по формуле

(формула 3)

где Q – количество теплоты, которое необходимо передать телу массой m, чтобы повысить его температуру от t1 до t2.

Научные публикации Рихмана говорят о том, что он понимал разницу между теплотой и степенью нагретости – температурой; понимал, что теплота не может быть измерена градусами. «Часто происходит ошибка, – писал ученый, – если о состоянии воздуха, с точки зрения его теплоты, судят по градусу, показываемому термометром». Позже, в 1855 г., его гипотезу доказал немецкий математик и физик Иоганн Ламберт. При исследовании металлов Г.-В.Рихман установил, что «наибольшую способность удерживать теплоту имеют латунь и медь, затем идет железо, после чего олово и свинец». Эти важные для науки о теплоте исследования он проводил совместно с Ломоносовым. Нагревая различные металлы на одно и то же число градусов, Рихман обратил внимание на еще одну закономерность: время нагрева было различно. По его мнению, это зависело от способности тел принимать или отдавать тепло, т.е., говоря современным языком, от их теплоемкости. В ходе исследований была составлена таблица, в которой металлы располагались не по теплопроводности, а в основном по их теплоемкости. Спустя несколько лет шведский физик Вильке назовет эту физическую величину относительной теплоемкостью.

Большое значение для развития учения о теплоте имели работы ученого по исследованию самопроизвольного процесса переноса тепла из более нагретой среды к менее нагретой путем конвекции и теплопроводности. В первой серии опытов Рихман исследовал закономерность охлаждения воды, заключенной в стеклянный сосуд, который подвешивался на тонком шнуре и соприкасался только с воздухом, имеющим постоянную температуру. В других сериях он изучал влияние на теплообмен величины и формы поверхности охлаждаемой жидкости, а также ее объема. Охлаждение жидкости исследовалось как в стационарных условиях, так и при тепловом потоке, изменяющемся во времени. Ученый заметил, что в сухом неподвижном воздухе охлаждение жидкости происходит иначе, чем во влажном. Анализируя проведенные опыты, Рихман пришел к выводу о том, что теплообмен между телами является сложным физическим процессом, который зависит от температуры тел, поверхности нагрева или охлаждения, объема, а также от способности тел удерживать в себе теплоту. Подводя итоги своим экспериментам, он сделал вывод, что падение температуры нагретого тела на Dt при свободном его охлаждении в воздухе прямо пропорционально поверхности этого тела F, разности температур тела и среды (t – t1), времени Dt и обратно пропорционально объему тела V:

(формула 4)

Если через v обозначить скорость охлаждения тела, т.е. число градусов, на которое бы понизилась температура тела за бесконечно малый промежуток времени Dt, и ввести коэффициент пропорциональности с, имеющий размерность скорости движения, то закон охлаждения тел, к которому пришел Рихман, можно записать так:

(формула 5)

В своих последующих работах он отмечал, что понижение температуры нагретых тел, соприкасающихся со смежными холодными средами, происходит приблизительно в логарифмической зависимости. Только в 1751 г. ученый прочитал небольшую заметку «О шкале степеней тепла и холода», написанную Исааком Ньютоном пятьдесят лет тому назад. В ней были не только описаны различные опыты по охлаждению тел, но и на их основе сделаны выводы о том, что количество теплоты «в заданное время» отдаваемое нагретым железом «смежным с ним холодным телам» пропорционально «всей теплоте железа». При этом указывалось, что «если времена охлаждения принимать равными», то понижение температуры нагретого железа происходит в геометрической прогрессии и может быть найдено «легко по таблице логарифмов». Эта установленная Ньютоном закономерность вошла в науку как закон охлаждения тел. Тем не менее исследования Рихмана по конвективному теплообмену и открытый им закон были выдающимся вкладом в развитие теплофизики и получили самую высокую оценку в мировой науке.

Развитие метеорологии и гидрологии привели Г.Рихмана к мысли вплотную заняться изучением процессов, происходящих при испарении воды. Впервые он сделал попытку связать теорию испарения с законом охлаждения тел. Для своих опытов ученый использовал открытые цилиндрические сосуды, имеющие различные поверхности испарения, заполняя их на различную глубину водой. Количество испарившейся жидкости за определенный промежуток времени определялось по разности веса объема исходной и оставшейся воды. На основе многочисленных опытов Рихман установил, что испарение воды зависит от разности площадей поверхности, от массы и глубины воды в сосуде. Он также показал, что испарение всегда сопровождается понижением температуры воды.

С целью оснащения отечественных метеорологических станций новыми и точными теплоизмерительными приборами Рихман создал гидравлический испаритель для точного измерения количества испаряемой воды, метеорологический термометр для измерения средней температуры за сутки, барометр особой конструкции.

Список используемой литературы

1.Дорфман Я. Г. Выдающийся русский физик Г. В. Рихман и его роль в истории науки об электричестве. Электричество, № 8, 1953, с. 61—67.

2.Дягилев Ф. М. Из истории физики и жизни ее творцов. М.: Просвещение, 1986.

3.Елисеев А. А. Георг Вильгельм Рихман. М.: Просвещение, 1975.

4.Кравец Т. П. и Радовский М. И., К 200-летию со дня смерти академика Г. В. Рихмана. Успехи физических наук, 1953, т. 51, вып. 2.

5.Цверава Г. К. Георг Вильгельм Рихман, 1711—1753. Л.: Наука, 1977.

Источник

• ← В законе рф об образовании написано что промежуточная аттестация обучающихся проводится
• В закрепе что это →

Название: Труды Георга Рихмана о распределении теплоты Раздел: Рефераты по физике Тип: реферат Добавлен 06:37:52 03 мая 2010 Похожие работы Просмотров: 298 Комментариев: 14 Оценило: 1 человек Средний балл: 5 Оценка: неизвестно Скачать