БИЛИМ БУЛАГЫ

Материя существует в форме вещества и поля (вода - вещество, радиоволны - поле).

Вещество

Вода - вещество, капля воды - физическое тело, алюминий - вещество, алюминиевая кружка - физическое тело.

Можно измерить удельный вес и плотность исследуемого вещества, его упругость и твёрдость, электропроводность и магнитные свойства, прозрачность, теплоёмкость и т.д.

Вещество может находиться в трех состояниях: газ, жидкость, твердые тела.

Плотность вещества

Каждое вещество занимает некоторый объём. И может оказаться, что объёмы двух тел равны, а их массы различны. В этом случае говорят, что плотности этих веществ различны.

Если рассмотреть кусок железа, масса которого равна 1 кг и кусок дерева, масса которого равна 1 кг, то можно сделать выводы, что объём дерева больше, чем объём куска железа, так как плотность дерева меньше, чем плотность железа (молекулы прилегают не так плотно друг к другу).

В различных состояниях плотность вещества различна. Например, плотность расплавленного железа меньше плотности твёрдого железа.

Самое плотное твердое вещество осмий- 22600 кг/м3. Самая плотная жидкость - ртуть (13600 кг/м3). Но самое плотное вещество не находится на Земле. Например, в космосе плотность белого карлика Сириуса Б (звезда) так велика, что масса спичечного коробка из этого вещества была бы равна 127 тоннам.

Вода, лёд и водяной пар – это три состояния одного вещества. Разные агрегатные состояния одного и того же вещества имеют разные плотности. Это связано с внутренним строением веществ, взаимным расположением молекул в них.

Плотность вещества зависит от температуры, при повышении температуры обычно плотность снижается. Это связано с термическим расширением, когда при неизменной массе увеличивается объём.

Твердые тела

Мы живем на поверхности твердого тела – земного шара, в сооружениях, построенных из твердых тел. Наше тело, хотя и содержит 65% воды, тоже твердое. Знать свойства твердых тел жизненно необходимо.

Свойства твердых тел

• Твердые тела сохраняют свою форму и объем.
• В твердых телах расстояния между молекулами равно размерам молекул, поэтому твердые тела сохраняют форму.
• Молекулы расположены в определенном порядке, называемом кристаллическая решетка, поэтому в обычных условиях твердые тела сохраняют свой объём.

Современная промышленность не может обойтись без самых разнообразных кристаллов. Они используются в часах, транзисторных приёмниках, вычислительных машинах, лазерах и многом другом. Великая лаборатория-природа - уже не может удовлетворить спрос развивающейся техники: на специальных фабриках выращивают искусственные кристаллы, учёные создают твёрдые тела с заданными механическими, магнитными, электрическими и другими свойствами.

И если, вы хотите почувствовать себя в роли Природы, то есть вырастить кристаллы дома, то можете воспользоваться следующей информацией:

Выращивание кристаллов у себя дома: https://sites.google.com/site/crystallsgrowing/home/articles/main_article

Жидкие кристаллы

Это вещества, обладающие одновременно свойствами как жидкостей, так и кристаллов. На основе жидких кристаллов созданы измерители давления, детекторы ультразвука. Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ - информационная техника. От первых индикаторов, знакомых всем по электронным часам, до современных телевизоров с жидкокристаллическим экраном. Такие телевизоры дают изображение весьма высокого качества, потребляя меньшее количество энергии.

Жидкости

Жидкость растекается и неспособна сохранять свою форму, она принимает форму сосуда. Жидкости различаются своей текучестью. Пролитая вода быстро растекается тонким слоем, а мёд растекается медленно.

Свойства:

• Жидкости легко меняют свою форму, но сохраняют объем
• Молекулы в жидкостях расположены на расстояниях, равных размерам молекул, сохраняя так называемый ближний порядок. Жидкости сохраняют свой объем.
• Молекулы непрерывно движутся, совершая перескоки, поэтому жидкости текут, принимая форму сосуда.

Смачивание — способность жидкости смачивать поверхность, на которую она попала.

Важно, с каким веществом соприкасается жидкость. Вода, например, не смачивает жирные поверхности. Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого вещества, то жидкость смачивает твёрдое вещество (например, вода на чистой стеклянной поверхности).

Если молекулы жидкости сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам твёрдого вещества, то жидкость не смачивает твёрдое вещество (например, вода на поверхности из парафина).

Жидкостям свойственно поверхностное натяжение. Почему иголка держится на поверхности воды? Из-за поверхностного натяжения молекулы воды образуют на её поверхности как бы эластичную плёнку, чтобы её порвать, необходимо приложить некоторую силу.

Если в воде растворить какое-либо вещество, то её поверхностное натяжение изменится. Поверхностное натяжение снижают средства для стирки белья или мытья посуды, когда их добавляют в воду, то вода лучше смачивает волокна ткани или грязную посуду. Например, водомерку на воде удерживает поверхностное натяжение.

Жидкости

Запасы внутренней энергии огромны. Очень важно умело и грамотно использовать её запасы, содержащиеся в топливе. Использовать внутреннюю энергию – значит, совершить за счёт неё полезную работу.

Тепловой двигатель - это система, совершающая многократно круговой процесс (цикл), при котором за счёт подведённого извне тепла совершается механическая работа. Для этого необходимо рабочему веществу в начале цикла сообщать некоторое количество теплоты Q1, а в конце цикла отнимать количество теплоты Q2.

Применение тепловых двигателей чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолёты, ракеты, тепловозы, паровозы, наземный и водный транспорт. В настоящее время наибольшее распространение имеют двигатели внутреннего сгорания.

КПД теплового двигателя 20-40%. Это значит, что всего 20% энергии топлива идет на совершение полезной механической работы, а 80% - бесполезные потери энергии. Значит, 6,4 л. из 8 л. сгорели только для того, чтобы загрязнить атмосферу теплом и газами.

Ученые ведут работу, направленную на снижение и ликвидацию последствий загрязнений воздуха. Это всевозможное газоочистное и пылеулавливающее оборудование. Использование тепловых двигателей дает человеку огромные возможности, но в то же время это один из главных факторов в разрушении природы.

Ученые работают над усовершенствованием двигателей внутреннего сгорания, совершенствуя конструкции, повышая их КПД и предлагая новые виды топлива.

Несмотря на то, что двигатели внутреннего сгорания являются весьма несовершенным типом тепловых машин (низкий КПД, громкий шум, токсичные выбросы, меньший ресурс) благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) двигатели внутреннего сгорания очень широко распространены. Тепловое расширение нашло свое применение в различных тепловых двигателях, т. е. в двигателях внутреннего и внешнего сгорания:

• Роторных двигателях;
• Реактивных двигателях;
• Турбореактивных двигателях;
• Газотурбинные установки;
• Двигателях Ванкеля;
• Двигателях Стирлинга;
• Ядерные силовые установки.

Тепловое расширение воды используется в паровых турбинах и т. д. Все это в свою очередь нашло широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Например, двигатели внутреннего сгорания наиболее широко используются:

• Транспортные установки;
• Сельскохозяйственные машины.

В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используются:

• На небольших электростанциях;
• Энергопоезда;
• Аварийные энергоустановки.

ДВС получили большое распространение также в качестве привода компрессоров и насосов для подачи газа, нефти, жидкого топлива и т. п. по трубопроводам, при производстве разведочных работ, для привода бурильных установок при бурении скважин на газовых и нефтяных промыслах.

Турбореактивные двигатели широко распространены в авиации. Паровые турбины – основной двигатель для привода электрогенераторов на ТЭС. Применяют паровые турбины также для привода центробежных воздуходувок, компрессоров и насосов.

Существуют даже паровые автомобили, но они не получили распространения из-за конструктивной сложности.

Тепловое расширение применяется также в различных тепловых реле, принцип действия, которых основан на линейном расширении трубки и стержня, изготовленных из материалов с различным температурным коэффициентом линейного расширения.

Анимации работы различных двигателей и механизмов http://ashuninaphysics.blogspot.com/2011/11/blog-post_1004.html

Газы

Физическое поле

Гравитационное поле

Электрическое поле

Магнитное поле

Полезные ссылки

1. Термометр Галилея https://ru.wikipedia.org/wiki/Термометр_Галилея

2. Тепловая электростанция https://ru.wikipedia.org/wiki/Тепловая_электростанция

3. ТЭЦ Бишкекская ТЭЦ https://ru.wikipedia.org/wiki/Бишкекская_ТЭЦ

4. Список электростанций Киргизии https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_электростанций_Киргизии

1. Что такое абсолютный ноль. Температура Вселенной. Документальный фильм https://www.youtube.com/watch?v=IiLnkppPLQg

Глоссарий

Тепловая энергия – одна из форм энергии, связанная с движением атомов, молекул или других частиц, из которых состоит тело.

Термометр - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров: жидкостные; механические; электронные; оптические; газовые; инфракрасные.

Двигатель внутреннего сгорания — двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу.

Коэффициент полезного действия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии.

Библиография

• Что такое электричество? Информация об электрическом токе http://www.13min.ru/nauka/chto-takoe-elektrichestvo-informaciya-o-elektricheskom-toke/
• Как рассказать ребенку про электричество http://mir-tema.ru/igry-i-razvitie/vospitanie/17480-kak-rasskazat-rebenku-pro-elektricestvo
• Что такое молния? Что такое гром? http://allforchildren.ru/why/whatis59.php
• Проводники и диэлектрики http://class-fizika.narod.ru/8_21.htm
• Разница между полупроводниками и металлами https://thedifference.ru/chem-poluprovodniki-otlichayutsya-ot-metallov/
• Электрический ток в средах. http://nika-fizika.narod.ru/68_0.htm
• Электрический ток в различных средах. http://moykonspekt.ru/fizika/elektricheskij-tok-v-razlichnyx-sredax/
• Рассказ об электричестве детям http://detskiychas.ru/rasskazy/rasskaz_electrichestvo_detyam/