Giải chi tiết Câu hỏi vận dụng trang 16 SGK Vật lí 12 Cánh diều – Bài 2. Định luật 1 của nhiệt động lực học. Gợi ý: Hiện tượng miếng sắt trở nên nóng khi bị đập bằng búa nhiều lần liên quan đến hiện tượng gọi.
Câu hỏi/Đề bài:
Hãy tìm hiểu và giải thích vì sao miếng sắt ở trên đe có thể bị nóng lên khi bị đập bằng búa nhiều lần.
Hướng dẫn:
Hiện tượng miếng sắt trở nên nóng khi bị đập bằng búa nhiều lần liên quan đến hiện tượng gọi là “Nhiệt độ động học” và “Cơ nhiệt”.
Lời giải:
– Nhiệt độ động học (Dynamic Strain Aging – DSA):
+ Khi miếng sắt bị đập bằng búa, nó trải qua quá trình biến dạng cơ học nhanh chóng.
+ Trong quá trình này, các định vị hoặc sự di chuyển của các nguyên tử và phân tử trong cấu trúc tinh thể của kim loại có thể bị thay đổi.
+ Các sự thay đổi này có thể làm tăng sự tương tác giữa các phân tử và nguyên tử, dẫn đến sự gia tăng của nội năng và nhiệt độ của kim loại.
– Cơ Nhiệt (Mechanical Heating):
+ Quá trình biến dạng cơ học có thể tạo ra nhiệt độ do cơ nhiệt. Khi miếng sắt được đập, các liên kết giữa các nguyên tử và phân tử trong kim loại có thể bị biến dạng và chuyển động nhanh chóng.
+ Năng lượng cơ nhiệt này được tạo ra từ sự làm việc của lực đập và được chuyển vào cấu trúc tinh thể của kim loại, làm tăng nhiệt độ của nó.
Kết hợp cả hai hiện tượng trên, khi miếng sắt bị đập nhiều lần, nó trải qua quá trình biến dạng động học và cơ nhiệt, tạo ra sự gia tăng nội năng và nhiệt độ của kim loại. Điều này có thể dẫn đến việc miếng sắt trở nên nóng khi bị đập nhiều lần.