Прочитайте текст и ответьте на вопросы: 1) Опишите принцип действия гальванического элемента? 2) Какие преобразования энергии происходят в гальваническом элементе? 3) В каких устройствах применяются гальванические элементы? Гальванические элементы В 1786 году итальянский профессор медицины, физиолог Луиджи Алоизио Гальвани обнаружил интересное явление: мышцы задних лапок препарированной лягушки, подвешенной на медных крючках, сокращались, когда ученый прикасался к ним стальным скальпелем. Его современник Алессандро Вольта описал и продемонстрировал механизм возникновения электрического тока при контакте разных металлов. Вольта пришёл к выводу о том, что ток появляется в цепи из-за наличия в ней двух проводников из разных металлов, помещенных в жидкость. Подергивание лапок лягушки было следствием действия тока, возникающего при контакте разных металлов (медные крючки и стальной скальпель В одном из первых экспериментов Вольта опустил в банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток. Так был изобретён первый гальванический элемент. Для удобства Вольта придал ему форму вертикального цилиндра. Гальванические элементы сегодня называют батарейками. Широко распространены три типа батареек: солевые (сухие), щелочные (их называют еще алкалиновыми, «alkaline» в переводе с английского - «щелочной») и литиевые. Принцип их работы — все тот же, описанный Вольта в 1800 году: два металла взаимодействуют через электролит, и во внешней замкнутой цепи возникает электрический ток. Напряжение батарейки зависит как от используемых металлов, так и от количества элементов в «батарейке». Батарейки, в отличие от аккумуляторов, не к восстановлению своих свойств, поскольку в них происходит прямое преобразование энергии химической, то есть энергии составляющих батарейку реагентов (восстановителя и окислителя), в энергию электрическую. Входящие в батарейку реагенты, в процессе ее работы расходуются, ток при этом постепенно уменьшается, поэтому действие источника заканчивается после того как реагенты прореагируют полностью. Щелочные и солевые элементы (батарейки) широко применяются для питания разнообразных электронных устройств, радиоаппаратуры, игрушек, а литиевые чаще всего можно встретить в портативных медицинских приборах типа глюкометров или в цифровой технике вроде фотоаппаратов.

2. Q= cm(t2-t1) = 400 * 0,6 (22 - 277) = - 61,2 кДж
с(удельная теплоемкость меди) = 400 дж\кг*С
минус несет физический смысл. А именно: выделение теплоты.

3. Q = qm 
q - удельная теплота сгорания торфа = 1,4 * 10^7 Дж\кг
Q = 3,5 * 1,4 * 10^7 = 49 кДж

4. Q=cm(t2 - t1) 
c = Q\m(t2 - t1) = 1120\ 0,4 *(45-25) = 1120\8 = 140 Дж\кг *С

5. Q= Q1+Q2 = c1m1(t2 -t1) + c2m2(t2 - t1)  = 0,7*920 (100-20) + 4200* 2 (100-20) = 51520+672000=723520 Дж ≈ 724 кДж
с - удельная теплоемкость воды = 4200, алюминия - 920

6. Q1 = qm
Q1 = 2.7*10^7 * 0.03 = 0.081 *10^7 = 0.81 МДж - на сжигание каменного угля. 
Q2 = cmΔt 
Δt = Q2 \ cm  = 0.81 * 10^6 \ 4 * 4200 ≈ 48 градусов
Q1=Q2

1. Q = cm(t2 - t1) = 4 * 880 (30-15) = 52800 Дж = 52,8 кДж
с-уд теплоемкость кирпича = 880

2. Q = cm(t2 - t1) = 3 * 4200 (50 - 100) = - 630 кДж
кипяток - та же вода - уд тепло емкость 4200.

3. Q = qm = 4000 * 2,7 * 10^7 = 10.8 * 10^10 Дж

4. Q = cm(t2 - t1)
m = Q \ c (t2 - t1) = 500 * 10 ^3 \ 4200 * 60 ≈ 2 кг

5. Q= Q1+Q2 = c1m1(t2 -t1) + c2m2(t2 - t1) = 4200 * 0,3 (70 - 20) + 2500 * 0,05 (70-20) = 63000+6250=69250 = 69,3 кДж

6. Q1 = 3 *4200 (100-20) = 1008000 Дж = 1008 кДж
Q2=Q1 
m = Q2 \ c(t2-t1) = 1008000 \ 2500 * 80 = 5,04 кг = 5040 г

 

В 1600 году английский ученый Уильям Гильберт в своей книге «О магните, магнитных телах и большом магните - Земле» представил Землю, как гигантский постоянный магнит, ось которого не совпадает с осью вращения Земли (угол между этими осями называют магнитным склонением) .
Гильберт подтвердил свое предположение на опыте: он выточил из естественного магнита большой шар и, приближая к поверхности шара магнитную стрелку, показал, что она всегда устанавливается так же, как стрелка компаса на 3емле. Графически магнитное поле Земли похоже на магнитное поле постоянного магнита.

В 1702 году Э. Галлей создает первые магнитные карты Земли.
Основная причина наличия магнитного поля Земли в том, что ядро Земли состоит из раскаленного железа (хорошего проводника электрических токов, возникающих внутри Земли) .
Магнитное поле Земли образует магнитосферу, простирающуюся на 70-80 тыс. км в направление Солнца. Она экранирует поверхность Земли, защищает от вредного влияния заряженных частиц, высоких энергий и космических лучей, определяет характер погоды.

ИЗМЕНЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
Еще в 1635 году Геллибранд устанавливает, что магнитное поле Земли меняется. Позднее было установлено, что существуют постоянные и кратковременные изменения магнитного поля Земли.
Причиной постоянных изменений является наличие залежей полезных ископаемых. На Земле имеются такие территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажается залеганием железных руд. Например, Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области. Причина кратковременных изменений магнитного поля Земли - действие "солнечного ветра", т. е. действие потока заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Магнитное поле этого потока
взаимодействует с магнитным полем Земли, возникают "магнитные бури". На частоту и силу магнитных бурь влияет солнечная активность.
В годы максимума солнечной активности (один раз в каждые 11,5 лет) возникают такие магнитные бури, что нарушается радиосвязь, а стрелки компасов начинают непредсказуемо "плясать".
Результатом взаимодействия заряженных частиц "солнечного ветра" с атмосферой Земли в северных широтах является такое явление, как "полярное сияние".

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ
Магнитное поле Земли служит многим живым организмам для ориентации в пространстве. Некоторые морские бактерии располагаются в придонном иле под определенным углом к силовым линиям магнитного поля Земли, что объясняется наличием в них маленьких ферромагнитных частиц.
Мухи и другие насекомые "садятся" предпочтительно в направлении поперек или вдоль магнитных линий магнитного поля Земли. Например, термиты располагаются на отдых так, что оказываются головами в одном направлении: в одних группах — параллельно, в других — перпендикулярно
линиям магнитного поля.
Ориентиром для перелетных птиц также служит магнитное поле Земли. Недавно ученые узнали, что у птиц в области глаз располагается маленький магнитный "компас" — крохотное тканевое поле, в котором расположены кристаллы магнетита, обладающие намагничиваться в магнитном поле.
Ботаники установили восприимчивость растений к магнитным полям.
Оказывается сильное магнитное поле влияет на рост растений.