Два одинаковых шара имеют одну и ту же температуру. Один из них находится на горизонтальной плоскости, другой подвешен на нити. Обоим шарам передают одинаковое колчество теплоты. Процесс нагревания идет так быстро, что не происходит потерь теплоты на нагревание соседних предметов и окружающей среды. Одинаковы или различны будут температуры шаров после нагревания? Ответ ОБОСНУЙТЕ.
В принципе почти одинаковы - различия при таком быстром процессе (соответственно много теплоты не передашь, так чтобы не успеть ее потерять) будут крайне не значительны, но все-таки будут.
Итак, количество теплоты, переданное телу идет на изменение его внутренней энергии (в данном случае на повышение) и, соответственно на увеличение его температуры (так как внутренняя энергия зависит только от температуры в простых случаях; ее зависимость от объема, которая не проходится в школьном курсе физики, либо не учитывается, либо в любом случае на ответ не влияет) , а также на совершение телом работы. Работа обоих шариков заключается в перемещении центра тяжести шарика в поле гравитационных сил Земли (положение центра тяжести изменится в силу того, что шары при нагревании увеличатся в объеме) . Однако у лежащего на поверхности шарика данная работа будет положительна, так как угол между силой и перемещением будет 0 (а косинус 0 равен 1), а у висящего отрицательна (так как данные векторы противоположнонаправлены) . Соответственно, увеличение внутренней энергии, а следовательно и температуры, у висящего шарика будет больше.
⇢