1. Решите задачу: Для нагрева 5кг воды в самоваре от 200С до 1000С потребовалось 3кг сухих дров. Определите КПД нагревателя. 2. Решите задачу: Определите КПД теплового двигателя, который произвёл работу 5кДж, если известно что сгоревшее в нем топливо выделило 12000 Дж теплоты.
1. Диффузия. С этим явлением на кухне мы сталкиваемся постоянно. Его название образовано от латинского diffusio — взаимодействие, рассеивание, распространение. Это процесс взаимного проникновения молекул или атомов двух граничащих веществ. Скорость диффузии пропорциональна площади поперечного сечения тела (объему), и разности концентраций, температур смешиваемых веществ. Если есть разница температуры, то она задает направление распространения (градиент) — от горячего к холодному. В итоге происходит самопроизвольное выравнивание концентраций молекул или атомов. Это явление на кухне можно наблюдать при распространении запахов. Благодаря диффузии газов, сидя в другой комнате, можно понять, что готовится. Как известно, природный газ не имеет запаха, и к нему примешивают добавку, чтобы легче было обнаружить утечку бытового газа. Резкий неприятный запах добавляет одорант, например, этилмеркаптан. Если с первого раза конфорка не загорелась, то мы можем чувствовать специфический запах, который с детства мы знаем, как запах бытового газа.
2. Смена агрегатного состояния. Мало кто из нас замечал, что в оставленном стакане с водой через несколько дней испаряется такая же часть воды при комнатной температуре, как и при кипячении в течение 1−2 минут. А замораживая продукты или воду для кубиков льда в холодильнике, мы не задумываемся, как это происходит. Между тем, эти самые обыденные и частые кухонные явления легко объясняются. Жидкость обладает промежуточным состоянием между твердыми веществами и газами. При температурах, отличных от кипения или замерзания, силы притяжения между молекулами в жидкости не так сильны или слабы, как в твердых веществах и в газах. Поэтому, например, только получая энергию (от солнечных лучей, молекул воздуха комнатной температуры) молекулы жидкости с открытой поверхности постепенно переходят в газовую фазу, создавая над поверхностью жидкости давление пара.
4. Проявление закона Архимеда. Приготовившись сварить курицу, мы наполняем кастрюлю водой примерно наполовину или на ¾ в зависимости от размера курицы. Погружая тушку в кастрюлю с водой, мы замечаем, что вес курицы в воде заметно уменьшается, а вода поднимается к краям кастрюли.
Это явление объясняется выталкивающей силой или законом Архимеда. В этом случае на тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела. Эта сила называется силой Архимеда, как и сам закон, объясняющий это явление.
Хімічними явищами (або хімічними реакціями) називаються такі явища, при яких одні речовини перетворюються в інші, що відрізняються від вихідних складом, будовою та властивостями.
Приклади хімічних явищ: окиснення, горіння, іржавіння, гниття, бродіння, розклад, ізомеризація і т.д.
Речовини, які вступають у хімічну реакцію, називаються вихідними речовинами або реагентами.
Речовини, які утворюються в результаті реакції, називаються продуктами реакції.
В ході хімічних реакцій молекули вихідних речовин руйнуються, а атоми, перегрупувавшись, утворюють молекули нових речовин - продуктів реакції. При цьому атоми або не змінюються, або зміни відбуваються на електронному рівні, внаслідок приєднання або віддачі електронів.
Фізичними називаються такі явища, в результаті яких відбувається зміна форми, розмірів, агрегатного стану, стану речовини в просторі або утворюються нові речовини за рахунок зміни складу ядер.
Приклади фізичних явищ: нагрівання - охолодження, випаровування - конденсація, плавлення - кристалізація, подрібнення, ядерні реакції випромінювання, механічний рух, електричний струм.
Як правило, хімічні явища супроводжуються фізичними явищами (виділення тепла, світла, зміна агрегатного стану, виникнення електричного струму тощо). Фізичні явища рідко супроводжуються хімічними.