Текст №2.12 (Молекулярная физика и термодинамика)

Существует мнение, что именно благодаря появлению во Вселенной атомов и молекул могли возникнуть на Земле (а возможно, и далеко за пределами Солнечной системы) Жизнь и Разум.

В основном, доминирует во Вселенной плазма, но имеется и вещество, состоящее из нейтральных атомов и молекул разной сложности, которое служит основой всего, что есть на Земле, а также планет и их спутников, астероидов и комет. Кроме того, нейтральные атомы находятся в межзвёздной среде (например, атомы водорода, излучение которого помогает исследовать спиральную структуру Галактики). Радиоастрономическими методами удалось обнаружить в межзвёздной среде и молекулы (в том числе и достаточно сложные). Наконец, нейтральные атомы и даже простые молекулы есть на Солнце (например, в солнечных пятнах) и на других звёздах.

Теория звёздных атмосфер, теория внутреннего строения звёзд и планет включает и термодинамику, которая в основном сформировалась в XIX веке задолго до появления современных знаний.

Наблюдаемая на Солнце грануляция – это проявление грандиозной подфотосферной конвекции. Но, как известно, конвекция не единственный способ передачи энергии из недр Солнца: важнейшую роль играет лучеиспускание. Рождённое в ядре Солнца излучение медленно «просачивается» сквозь толщу непрозрачного солнечного вещества и примерно через миллион лет добирается до конвективной зоны. Оттуда конвективные потоки устремляются к фотосфере со скоростью нескольких десятков метров в секунду.

Выполните задания к тексту:

1. По данному тексту составьте краткий рассказ и план ответа с использованием таблиц, схем, графиков, рисунков, пояснительных чертежей и т.п.

2. Дайте определение физических терминов, встречающихся в тексте, объясните их физический смысл.

3. Какая информация из текста может быть для Вас полезна в повседневной жизни?

4. На основании каких физических законов можно объяснить описанное в тексте явление (процесс)? От каких факторов (параметров) и как зависит протекание описанного в тексте явления (процесса)? Что изменится в протекании явления, если изменить тот или иной параметр?

5. Если в тексте идет речь о нескольких объектах (явлениях, процессах): Что общего в описании различных объектов (явлений, процессов) в этом тексте? Чем они отличаются?

6. Какие известные Вам явления (процессы) описываются теми же физическими законами (подчиняются тем же закономерностям) или характеризуются теми же физическими величинами?

Текст №2.13 (Молекулярная физика и термодинамика)

Одна из замечательных особенностей термодинамики Солнца связана с тем, что наше светило и другие стационарные звёзды представляют собой саморегулирующиеся «тепловые машины», поддерживающие светимость практически на постоянном уровне. Если в недрах звезды выделяется дополнительная энергия, звезда расширяется и переходит в состояние нового механического равновесия. На это затрачивается не только вся упомянутая дополнительная энергия, но и часть «неприкосновенных» запасов энергии самой звезды. В результате звезда охлаждается, механизм генерации её энергии начинает работать в прежнем темпе, что снова возвращает звезду к исходному состоянию теплового и механического равновесия.

В таком процессе не последнюю роль играет и гравитация: при сжатии звезды гравитационная энергия превращается в тепловую, при нагреве звезды и её расширении избыток тепловой энергии запасается в виде потенциальной энергии гравитации.

Модель стационарной звезды была предложена английским астрофизиком А. Эддингтоном в начале 20–х годов прошлого века. Этому учёному приписывают слова «нет ничего проще звезды». Действительно, зная лишь массу, радиус и светимость звезды и учитывая физические условия на её поверхности, астрофизики создают модель внутреннего строения звезды, показывающую распределение внутри неё плотности, давления, температуры и химического состава. При этом применяются законы всемирного тяготения и необходимые термодинамические соотношения. Теория привела к установлению хорошо известной сейчас зависимости «масса – светимость», являющейся фундаментальной закономерностью в мире звёзд (по крайней мере, для звёзд главной последовательности).

Выполните задания к тексту:

1. По данному тексту составьте краткий рассказ и план ответа с использованием таблиц, схем, графиков, рисунков, пояснительных чертежей и т.п.

2. Дайте определение физических терминов, встречающихся в тексте, объясните их физический смысл.

3. Какая информация из текста может быть для Вас полезна в повседневной жизни?

4. На основании каких физических законов можно объяснить описанное в тексте явление (процесс)? От каких факторов (параметров) и как зависит протекание описанного в тексте явления (процесса)? Что изменится в протекании явления, если изменить тот или иной параметр?

5. Если в тексте идет речь о нескольких объектах (явлениях, процессах): Что общего в описании различных объектов (явлений, процессов) в этом тексте? Чем они отличаются?

6. Какие известные Вам явления (процессы) описываются теми же физическими законами (подчиняются тем же закономерностям) или характеризуются теми же физическими величинами?