Спорт- моя жизнь!

Введение Михаил Васильевич Ломоносов (1711 - 1765) - великий русский учёный, общественный деятель, поэт и художник, первый русский академик. Его научная сфера : естествознание, химия, физика, минералогия, история, филология, опто-механика и другие. Он родился в одной из деревень вблизи Холмогор в семидесяти километрах от Архангельска. Сын крестьянина - помора, рано научился читать и писать. Попавшие в руки Ломоносова книги, разожгли в нём неутомимое стремление к научным знаниям. Поэтому в 1730 году девятнадцатилетним юношей отправился он в Москву учиться. Ему удалось поступить в духовную академию г. Москвы. Как наиболее способный студент, был взят для обучения в Петербургскую академию наук, а затем отправлен за границу, где завершил своё образование. В 1742 году Ломоносов вернулся в Петербург в Академию наук. С 1745 года он - профессор по кафедре химии. В том же году он был произведён в академики. Научная деятельность Ломоносова чрезвычайно разнообразна и многообразна. Он ввёл научные исследования в области физики, химии, астрономии, геологии, географии. Ломоносов занимался русской историей, писал стихотворения и оды, особенно много сил Ломоносов отдавал для развития русской науки и распространением знаний среди народа. Ему пришлось бороться с "неприятелями наук российских" - царскими чиновниками, духовенством, иностранными дельцами, занимавшими выгодные места в Петербургской академии наук. Ломоносову принадлежит основная заслуга в организации первого русского учебного заведения - Московского университета. Основная часть Ломоносов внёс огромный вклад в развитие физической науки. Ко времени когда он жил и творил, физика уже представляла собой относительно развитую науку со своими теоретическими и эксперементальными особенностями, установленными многими поколениями исследователей. В середине 18 века на природу теплоты существовало два взгляда. Согласно одному теплота рассматривалась как некая "тонкая невесомая материя" присутствие которой, в теле обусловливает его нагретость: чем больше этой "материи" содержится в теле, тем выше его температура. Согласно второй точке зрения причина теплоты состоит в невидимом движении мельчайших частиц - атомов, из которых состоят тела. Большинство учёных в 18 веке придерживались первой точки зрения, и только немногие, наиболее прозорливые, выступали в защиту атомистического учения. Среди них был и великий русский учёный М.В.Ломоносов, который заложил в своих работах основы кинетической теории теплоты и газов. Одна из главных работ Ломоносова о природе теплоты называется "размышления о причине теплоты и холода". Эта работа начинается такими словами: "очень хорошо известно, что теплота возбуждается движением: от взаимного трения, руки согреваются, дерево загорается пламенем; при ударе кремния об огниво появляются искры, железо нагревается от приковывания частыми и сильными ударами, а если прекратить тереть руки, то теплота уменьшается, а произведённый огонь в конце концов гаснет". Я напишу эту цитату "более наглядно". `Стоя на морозе, когда у нас замерзают руки, мы трём ладони друг о друга, чтобы их согреть. 'Трением дерево о дерево люди добыли огонь, а огонь как известно даёт тепло. Кремний присутствует в зажигалке, которую мы применяем в быту для зажигания чего- нибудь. При ударе молотком об железо нагревается и само железо и молоток. И при этом железо становиться мягким и ему можно придать любую форму. После прекращения трения наши руки будут на морозе снова мёрзнуть, огонь потухнет, железо и молоток будут охлаждаться. "Восприняв теплоту, тела или превращаются в нечувствительные частицы и рассеиваются по воздуху, или распадаются в пепел, или в них настолько уменьшается сила сцепления, что они плавятся". Да, действительно : если жидкость воспримет много тепла, т.е. если долго греть, например. воду, то вода испариться, превратится в пар. Одним словом: раствориться в воздухе. Если затопить печь дровами, дрова сгорев дадут тепло, а сами превратятся в пепел. При долгом нагревании металлы плавятся и становятся жидкими .Далее цитата из книги: "Наконец, зарождение тел, жизнь, произрастание, брожение, гниение, ускоряются теплотой и замедляются холодом". Тут такой пример. Можно ли зимой посадить на улице, ну например овощи? Конечно нет. Нужно тепло. Другой бытовой опыт: возьмём две банки молока. Одну банку оставим на столе в тёплой комнате, другую банку поставим в холодильник. Банка молока, которая стояла на столе, прокиснет через несколько часов, а которая стояла в холодильнике останется свежим. Это пример того, что теплота ускоряет брожение и гниение, а холод замедляет эти процессы. Ломоносов в своей работе делает такой вывод: достаточное основание теплоты заключается в движении. А так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении какой-то материи. Цитата: "И хотя в горячих телах большей частью на вид не заметно какое-либо движение, всё-таки очень часто обнаруживается по производимым действиям. Так, железо, нагретое почти до накаливания, кажется на глаз находящимся в покое; однако одни тела, придвинутые к нему, оно плавит; другие - превращает в пар; т.е. приводя частицы в их движение, оно тем самым показывает, что в нём имеется движение какой-то материи. Ведь нельзя отрицать существование движения там, где его не видно: кто, в самом деле, будет отрицать, что когда через лес проносится сильный ветер, то листья и сучки деревьев колышатся, хотя при рассматривания издали и не видно движения. Точно так же, как здесь вследствии расстояния,так и в тёплых телах вследствии малости частиц движущейся материи движении ускользает от взора: в обоих случаях угол зрения так остр, что нельзя видеть ни самих частиц, расположенных под этим углом, ни их движение. Но мы считаем, что никто - разве что он приверженец скрытых качеств - не будет теплоту, источник стольких изменений,приписывать к материи спокойной, лишённой всякого движения, а следовательно, и двигательные силы". Рассмотрим выше сказанное, на опытах, которые можно провести в бытовых условиях. Дома мы топим печи, с железными плитами. Если у раскалённой плиты поставить, ну например, восковую свечу, через некоторое время увидим, что свеча растаяла. Если на эту же плиту налить воду, то сразу же увидим над плитой пар.Т.е. от горячей плиты идут горячие частицы, которые в физике мы называем материей. Но этих частиц мы не можем увидеть, так как они очень малы. Достаточное основание в движении какой-то материи посмотрим на следующем примере. Нальём в кастрюлю воду, бросим туда, ну например, рис. Поставим на огонь, чтобы сварить кашу. Пока вода холодная, рис лежит в покое на дне кастрюли. По мере повышения температуры воды, рис приходит в движение, и когда вода закипит, рис будет двигаться в кипящей воде. Я приведу такой пример, который связан с тепловым явлением. Пусть нам надо отстоять мутную воду, в которой плавают частицы глины и песка. Мы поставим сосуд с водой и этот сосуд должен находиться в покое. Через некоторое время вода отстоится, сверху будет прозрачная вода, а на дне осадок песка и глины. Если бы сосуд с водой находился в движении, то вода бы не отстоялась, так как частицы глины и песка находились бы в движении. На основе этого примера, проделаем опыт в бытовых условиях. Пусть нам надо как можно быстрее собрать сливки на поверхности молока. Один сосуд с молоком поставим в тёплое место, другой в холодильник или в прохладное место. Сливки собираются быстрее В ТОМ сосуде, который находился в прохладном месте (тут надо учесть, что плотность сметаны, меньше плотности молока и воды). Лёгкие частицы сливок поднимаются наверх и остаются в покое, так как в прохладном помещении движение молекул замедляется. А напротив: в теплом помещении движение молекул становится быстрее, и частицы сливок в молоке смешиваются с частицами молока, поэтому сливки в теплом помещении собираются дольше. Цитата из книги: "Так как тела могут двигаться двояким движением - общим, при котором всё тело непрерывно меняет своё место при покоящихся друг относительно друга частях, и внутренним, которое есть перемена места чувствительных частиц материи, и так как при самом быстром общем движении часто не наблюдается теплоты, а при отсуствие такого движения наблюдается большая теплота, то очевидно, что теплота состоит во внутреннем движении материи..." То, что теплота состоит во внутреннем движении материи можно рассмотреть на следующем примере: Я беру в руки проволоку. Проволока не горячая, не горячее температуры моей руки. Я начинаю сгибать и разгибать проволоку. Через некоторое время я чувствую, что на месте изгиба проволока нагрелась. Значит на месте изгиба проволоки молекулы начали быстро двигаться, что и привело к повышению температуры. Значит у проволоки увеличилась внутренняя энергия, которая произошла за счёт совершения работы (сгибание и разгибание проволоки).Цитата из книги Ломоносова: "Тело А, действуя на тело В, не может придать последнему большую скорость движения, чем ту которую имеет само. Поэтому, если тело В холодно и погружено в тёплое жидкое тело А, то тепловое движение частиц тела А приведёт к тепловому движению частиц тела В; но в частицах тела В не может быть возбужденно более быстрое движение, чем то, которое имеется в частицах тела А, и поэтому холодное тело В, погружённое в тело А, очевидно, не может воспринять большую степень теплоты, чем ту, которую имеет А...". На уроке физики я делал такую лабораторную работу, по измерению количества теплоты. Я нагрел в сосуде воду. Измерил её температуру {=84°С. В другом сосуде у меня была холодная вода такого же объёма. Я тоже измерил температуру холодной воды =22°С. Я смешал холодную и горячую воду. Измерил температуру смешанной воды #=53°С. Я подсчитал количество теплоты отданное горячей водой холодной воде. У меня получилось 26040Дж. Так же я подсчитал какое количество теплоты получила холодная вода от горячей воды. У меня получилось 26040Дж. Вывод: количество теплоты полученное холодной водой, равно количеству теплоты отданное горячей водой. В этом примере горячая вода это "тело А", холодная вода"тело В". При увеличении температуры вещества, скорость молекул увеличивается. Чем больше температура, тем больше скорость молекул. Отдавая часть своей температуры холодной воде, горячая вода уменьшает "скорость своих молекул". При этом холодная вода принимая "температуру" от горячей воды, увеличивает "скорость своих молекул". Но скорость молекул холодной воды не будет равна первоначальной скорости молекул горячей воды, а будет на много меньше. Цитирую дальше из работы Ломоносова: "Далее, нельзя назвать такую большую скорость движения, чтобы мысленно нельзя было представить себе другую, ещё большую. Это по справедливости относится, конечно, и к теплотворному движению: поэтому невозможна высшая и последняя степень теплоты как движения. Наоборот, то же самое движение может настолько уменьшиться, что тело достигает, наконец, состояние совершенного покоя и никакое дальнейшее уменьшение движения невозможно. Следовательно, по необходимости должна существовать наибольшая и последняя степень холода...". У разных веществ, разная температура плавления (парообразования). Например, если нагреть воду до кипения. При температуре 100 градусов вода кипит. Если продолжать нагревать, вода будет испаряться и превратится в пар. В быту мы встречаемся с высокими температурами. Например: мы пользуемся чугунными сковородами. А температура плавления чугуна в домне до 1800 градусов С. В лабораториях получены более высокие температуры. Например, физики в сибирском отделении получили плазму с температурой 100000000 ° С. Широкое применение "холода" стало возможным с тех пор, как найдены новые пути охлаждения вещества. Сжатый воздух, расширяясь, охлаждается. Используя это явление, достигли таких низких температур, что удалось получить в жидком и даже твёрдом виде, вещества, которые привыкли видеть в газообразном состоянии. Так получили жидкий кислород (при нормальном давлении он кипит, при температуре 189 градусов С) жидкий гелий (-269 градусов С), жидкий водород (-253 градусов С). Охлаждение имеет большое значение для сохранения продуктов, поэтому сейчас очень много судов-холодильников (рефрижераторов), шкафы-холодильники. Нагревание и охлаждение многообразно при использовании в быту и технике. Вернёмся к выше сказанному. Как мы знаем в своих "размышлениях о причине теплоты и холода". Ломоносов высказал утверждение о том, что тепловые явления обусловлены движением частиц тела - его молекул. Но многие учёные представляли себе в 18 веке теплоту в виде невидимой жидкости, пропитывающей поры тела, как вода пропитывает губку. Действительно, если понаблюдать как мы греем воду в чайнике, то замечаем, что тепло от огня передаётся стенке чайника, а потом от стенки чайника переходит к воде. Если налить в кружку горячую воду и погрузить туда ложку, то тепло от воды передаётся ложке и стенке кружки. Горячая ложка, в холодную воду будет нагревать последнюю. На основе этих примеров можно сказать, что представление о теплоте, как о жидкости, протекающей через тончайшие поры тела, подтверждается. Что это за жидкость, но и невесома, было к тому времени установлено сравнительным взвешиванием холодных и горячих тел, эту жидкость назвали теплородом. Как мы знаем, Ломоносов отверг теорию теплорода. Долгое время крупные учёные Европы защищали представления о теплороде. Опытное доказательство правильности идей Ломоносова было дано лишь в конце 18 века. Это сделал английский физик Румфорд. Следя за изготовлением пушек в Мюнхенском арсенале, Румфорд обратил внимание на то, что при сверлении и ствол пушки, и сверло сильно разогреваются. То, что тела при трении нагреваются, было известно задолго до его наблюдений. Но Румфорд был истинным исследователем и увидел за этим обычным явлением закон природы. Наблюдая нагревание ствола пушки, он пытался объяснить это явление на основе господствующей теории теплорода. Румфорд спросил себя: не происходит ли нагревание от того, что получаемые от сверления металлические опилки обладают меньшей теплоёмкостью, чем обрабатываемый металл? В этом случае имеющееся в целом куске металла количество теплоты при переходе его в опилки может уместиться в них, только вызвав повышение температуры. Это подобно тому, как ведро с водой, смятое с боков, содержит ту же массу воды, что до искривления, но её уровень в ведре становиться больше. Однако оказалось, что теплоёмкость сплошного металла и опилок одинакова, и поэтому дать такое объяснение явлению нельзя. Тогда Румфорд предположил, что при сверлении теплота входит в изделие из воздуха. Он проверил это предположение, заливая рассверливаемый ствол водой. Результат получился прежний - вода нагрелась и даже закипела. Вот тогда-то Румфорд заявил: если можно получить теплоту.в неограниченном количестве, для чего достаточно только продолжать сверлить, то теплоту нельзя считать веществом (теплородом), и поэтому все тепловые явления следует рассматривать как движение. Вскоре английский химик Дэви указал, что натирая два куска льда, можно получить воду; потом он же показал, что даже в пустоте воск может быть расплавлен соприкосновением с трущимися телами. В согласии с Румфордом, Дэви так же утверждал, нагревание тел вызвано движением частиц. И так, «размышления о причине тепла и холода» Ломоносова подтвердили научно. Заключение Явление теплоты имеет большое значение для людей. Создано очень много приборов, машин, техники, которые связаны с "природой теплоты". К ним относятся обычные самовары, электрические чайники, холодильные машины, теплоэлектростанции, тепловые двигатели, паровые машины. У нас у каждого дома есть нагревательные приборы, отопительная система для нагревания комнаты, печкки, которые отапливаются газом или углём. Из приведённых примеров видно, насколько многообразно использование нагревания и охлаждения в быту и технике. Но на этом учёные мира не останавливаются, освоение человеком высоких и низких температур продолжается. А нам современникам, надо сказать "большое спасибо" М.В.Ломоносову. Нам современникам, не мешало бы иметь такие знания, твёрдость и увереность в своих убеждениях и правоте, как это было у Ломоносова. Ломоносов это пример человека, которого можно назвать гением. Собственно: почему "назвать". Он и есть ГЕНИИ. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Перышкин А.В. Физика, 8кл. 2. Внохович А.С. Справочник по физике. Москва «Просвещение». 1989г. 3. Енохович А.С. Хрестоматия по физике 7-10кл. Москва «Просвещение» 1982г 4. Журнал «Физика в школе», №3,2001г. 5. Карабин О.Ф. Физика. Справочный материал. Москва «Просвещение», 199 |г. 6.Лукашин В.И. Сборник задач по физике 7-8кл. 7.Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике. Москва «Просвещение», 1986г. 8.Мякишев Г.Я. Физика. 10кл. Москва «Просвещение»,2011г. 9.Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10. Советский энциклопедический словарь. 1970г. 11. Трофимова Т.И.Физика от А до Я. Москва «Дрофа»,2002г.

Спорт- моя жизнь!

Содержимое разработки

Получите свидетельство о публикации сразу после загрузки работы

Олимпиады «Осенний фестиваль знаний 2024»

Комплекты учителю

Вебинары для учителей