Bạn có thực sự quen thuộc với khái niệm “năng lượng”?

NĂNG LƯỢNG

1. Khi nào năng lượng lớn sẽ được giải mã - khi phóng vệ tinh dọc theo kinh tuyến hay dọc theo xích đạo?
2. Người trượt tuyết trượt xuống đồi (không dùng gậy đẩy) cho đến khi dừng hẳn. Anh ta có thể quay lại điểm xuất phát bằng hai cách:
   trên ghế của cáp treo hoặc trên ván trượt và sử dụng thang máy làm máy kéo. Tỷ lệ giữa năng lượng tiêu hao để nâng một vận động viên trượt tuyết trong hai trường hợp là bao nhiêu?
   Không có đào tạo trong khối thang máy.
3. Cây đàn guitar được mang ra ngoài trời lạnh. Dây của nó bị căng mạnh hơn, nghĩa là năng lượng đàn hồi của chúng tăng lên. Điều gì gây ra sự gia tăng này?
4. Phần rượu đắng tương tự được đun sôi trong bếp nguyên thủy ở mực nước biển và trên dãy Himalaya, ở độ cao 8000 mét. Khi nào năng lượng lớn sẽ được giải phóng?
5. Điều gì đóng góp lớn hơn vào năng lượng của mũi tên nằm ra - thân cung hay thân cung?

Cho dù công việc của chúng ta bao gồm việc tạo ra khoa học bằng cách liên kết các sự kiện đã biết với nhau hay cố gắng giải thích những hiện tượng mơ hồ thông qua một loạt thí nghiệm, thì nguyên lý bảo toàn năng lượng vẫn là một hướng dẫn đáng tin cậy.

J.C. Maxeel

NĂNG LƯỢNG?

Bạn có thực sự quen thuộc với khái niệm này?

10. Con trỏ kim của thiết bị điện từ sẽ nhanh chóng mờ đi nếu các cực của nó bị đóng. Năng lượng rung động đi đâu?
11. Một vật bằng sắt nhỏ sẽ “làm suy yếu” nếu có một nam châm từ trên cao tác động vào nó. Bao nhiêu

6. Khí cầu và khí cầu ở tầng bình lưu bay lên nhờ năng lượng nào?

7. Âm thanh do buồng buồng tạo ra yếu. Tuy nhiên, âm thanh buồng gắn trên bộ cộng hưởng nghe to hơn nhiều. Năng lượng “thêm” đến từ đâu?

…tài liệu đáng tin cậy được biết đến trước đây về việc “thực hiện” ý tưởng về disagetel vĩnh cửu có từ thế kỷ 12, và vào năm 1910, ông đã từ các tổ chức khoa học ở Moscow để “phổ biến” “dự án” về disagetel vĩnh cửu, theo kế toán, đã có sáu thế kỷ.

…nếu năng lượng được tạo ra trong cuộc trò chuyện giữa 100.000 người được chuyển đổi mà không bị mất đi thành năng lượng điện, thì nó chỉ đủ để giữ cho bóng đèn của một chiếc đèn pin luôn cháy.

Lịch sử phát triển của khái niệm này và ứng dụng thực tế của các loại năng lượng khác nhau gắn liền với lịch sử của mọi ngành vật lý và với tiểu sử của các nhà khoa học xuất sắc. (Nhân tiện, bạn có nhận ra họ trong những bức chân dung không?)
Để chuyển đổi nguồn “năng lượng” giữa nhiều hiện tượng khác nhau, cần phải nỗ lực trí óc nhiều năm và những thí nghiệm đẫm máu. Họ đã đăng quang nhờ việc thiết lập một trong những định luật cơ bản nhất của tự nhiên - định luật bảo toàn năng lượng.
Chúng tôi mời bạn suy nghĩ lại về khái niệm quan trọng này, củng cố sự quen thuộc của bạn với nó và thử sức mình với lời giải một số bài toán. Như bạn sẽ nhận thấy ngay, điều chính yếu ở họ là xử lý năng lượng một cách khéo léo.

NĂNG LƯỢNG

Vui vẻ và trò chơi

KVANT 4/85

microonat

Đọc gì về năng lượng «Kvant»?

máy bay mà không xuyên thủng. Chai nào sẽ lăn xuống nhanh nhất? Tại sao?

“Định luật bảo toàn trong quá trình biến đổi gỗ” - 1982, số 7;
“Năng lượng và công suất của một zeuk” - 1983, số 12;
“Công việc, năng lượng và sức mạnh Archimedean” - 1984, số 3;
“Cơ học và cơ năng” (xuất bản số 5, 1985).

34

Tại sao nó được gọi là giả hợp kim? Bởi vì đây không phải là một hợp kim thực sự, mạng tinh thể của nó bao gồm các nguyên tử khác nhau. Ở đây, sự trộn lẫn các thành phần ở cấp độ nguyên tử không xảy ra. Vonfram và đồng hoặc bạc không hòa tan với nhau, chúng không thể tạo thành hợp kim mà chỉ có thể dịch chuyển một cách cơ học. Trong trường hợp này, chúng tôi đã thu được một hợp kim giả có cấu trúc bao gồm khung vonfram, các lỗ rỗng được lấp đầy bằng đồng (bạc).

Điều gì sẽ xảy ra với một vật liệu như vậy khi bị nung nóng? Một bức tranh gần đúng, ví dụ, bằng hợp kim giả đồng vonfram, sẽ như thế này. Trong trường hợp đầu tiên, người ta thu được một hợp kim giả có cấu trúc bao gồm khung vonfram, các lỗ rỗng được lấp đầy bằng đồng (bạc).

Điều gì sẽ xảy ra với một vật liệu như vậy khi bị nung nóng? Một bức tranh gần đúng, ví dụ, bằng hợp kim giả đồng vonfram, sẽ như thế này. Trong trường hợp đầu tiên, người ta thu được một hợp kim giả có cấu trúc bao gồm khung vonfram, các lỗ rỗng được lấp đầy bằng đồng (bạc).

Sau khi toàn bộ đồng đã tan chảy, nhiệt độ của giả hợp kim bắt đầu tăng trở lại. Nhưng tại điểm sôi của đồng $T_2=2595\,^\circ\text{C}$ thì điểm dừng sẽ lại xảy ra và cho đến khi toàn bộ đồng bay hơi hết, nhiệt độ của giả hợp kim không tăng (khoảng thời gian $(\tau_3,\tau_4)$). Nhiệt độ của khí hình thành trong quá trình đốt nhiên liệu có thể vượt quá điểm nóng chảy của vonfram, nhưng nó sẽ không tan chảy, vì nhiệt được lấy đi khi đun sôi đồng, nhiệt độ của nó

Hình ảnh của một vi cấu trúc giả hợp kim điển hình. Các tạp chất đồng không đều có thể nhìn thấy trên nền màu xám của khung vonfram.

tụ tập dưới điểm nóng chảy của vonfram.

Tất nhiên, tình trạng này sẽ không kéo dài lâu. Sau khi toàn bộ đồng nóng chảy đã biến thành hơi nước, nhiệt độ của giả hợp kim bắt đầu tăng trở lại và khi đạt đến giá trị $T_3$ bằng nhiệt độ nóng chảy của vonfram $(3380\,^\circ\text{C})$, vật liệu sẽ tan chảy. Nói một cách chính xác, không phải hợp kim giả sẽ tan chảy (nó thực sự sẽ không còn tồn tại nữa), mà là khung vonfram, loại khung không thể hoạt động ở nhiệt độ như vậy nếu không có đồng. Vonfram trở nên mạnh mẽ miễn là nó có một người bạn yếu hơn nhưng trung thành - đồng, có khả năng hy sinh bản thân, bay hơi đến nguyên tử cuối cùng để xoa dịu số phận của người bạn.

Tuy nhiên, các vật liệu đồng khác, như đồng ở người, đòi hỏi phải có khả năng tương thích. Ví dụ, trong các giả hợp kim ở nhiệt độ cao, đồng hoặc bạc hóa ra là bạn tốt của vonfram, nhưng niken hoặc sắt lại là bạn tốt của nhau. Thực tế là đồng và bạc tự tách ra như một vật hiến tế chứ không phải là nguyên nhân gây hại cho vonfram, nhưng niken và sắt không đồng ý chết một mình. Khi nhiệt độ tăng lên, chúng bắt đầu ăn mòn mạnh vonfram. Kết quả là nó đột ngột rơi chắc chắn ra khỏi khung, khả năng của nó trở nên không tương xứng. Bạn cần có khả năng chọn cái khác.

Bây giờ hãy giả sử rằng hiệu quả lấy đi nhiệt từ vật liệu - nóng chảy hoặc bay hơi. Rõ ràng, một quá trình đòi hỏi rất nhiều nhiệt để diễn ra. Chúng ta cùng tìm trong sách tham khảo nhiệt dung riêng của phản ứng tổng hợp và nhiệt dung riêng của sự bay hơi bằng nhau. Đối với những cuộc hôn nhân có bản năng cực lớn, chi phí làm bay hơi 1 gam chất hóa ra lớn hơn nhiều lần so với việc làm tan chảy. Ví dụ: đối với nước $\lambda=335\,^\circ\text{J}/\text{г},$