Опыт Джоуля

В начале прошлого века английский ученый Д. Джоуль впервые установил закон сохранения энергии. Ему удалось экспериментально доказать, что механическая энергия переходит в тепловую, тепловая в механическую в эквивалентных соотношениях. Баланс сходился всюду; химическая энергия превращалась в тепловую или сначала в электрическую, а затем в тепловую, электрическая энергия в химическую, а затем в тепловую. Многочисленные опыты проверялись и перепроверялись. Перед вами описание опыта, проведенного Джоулем, по измерению перехода потенциальной энергии силы тяжести в тепловую при падении свинцовой дроби. Горсть свинцовой дроби помещалась в закрытую картонную трубку и быстро переворачивалась так, чтобы дробь пролетела всю высоту трубки. Трубку резко переворачивали подряд порядка 50 раз. После этого дробь высыпали в картонный стаканчик. Ртутным термометром измеряли температуру дроби до и после опыта. При каждом переворачивании трубки дробь приобретает потенциальную энергию за счет переворачивания. При падении дроби ее потенциальная энергия превращается в кинетическую, которая при неупругом ударе о дно картонной трубки переходит в теплоту.

Можно рассчитать полную потенциальную энергию и количество теплоты, полученное дробью в конце опыта. Это очень неточный эксперимент и его можно усовершенствовать. В промышленности используют потенциальную энергию поднятого молота при штамповке деталей из металла и пластмасс, а также при ковке деталей на кузнечных молотах.

Ответьте на вопросы к тексту:

1. Почему не обязательно в этом опыте измерять массу дроби?

2. Когда дробь заканчивает свое движение, почему дно трубки должно находиться на твердой поверхности?

3. Почему Джоуль пришел к выводу, что оптимальное число переворотов трубки 50?

4. Как можно усовершенствовать опыт?

Министерство образования и науки

Самарской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Среднего профессионального образования

«Губернский колледж г.Сызрани»

Технический профиль

ОДОБРЕНО УТВЕРЖДАЮ