Если вы видите это сообщение, значит, произошла проблема с загрузкой файлов в стилей (CSS) нашего сайта. Попробуйте сбросить кэш браузера (Ctrl+F5).
Если это не поможет, а вы находитесь в регионе, где возможны ограничения интернет-трафика с российских серверов - воспользуйтесь VPN.
Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Почему трение вызывает нагревание?

barmalei195 [11.3K] 10 лет назад 
3

Тепло трения возникает как результат постоянно возникающей и исчезающей деформации бугорков шероховатости. Для нас трущиеся поверхности могут казаться зеркально гладкими. Но под микроскопом видно, что вся поверхность состоит из отдельных бугорков, которые так и называются: бугорки шероховатости. Когда верхняя поверхность движется относительно нижней, отдельный бугорок верхней поверхности цепляется за нижний и начинает тянуть его за собой. Тот деформируется и для создания этой деформации требуется приложить энергию. Потом, когда бугорки выходят из зацепления, они возвращаются в исходное недеформированное состояние. А что с энергией, которая была потрачена на деформацию? Ведь она назад не возвращается, поскольку зацепление бугорков разорвалось. Она так и остается внутри бугорка и окончательно преобразуется в тепло.

А вот с жидкостью ситуация совсем иная. Когда мы прокачиваем воду (или любую иную жидкость) через трубу, тепло трения в трубе не выделяется, хотя само трение имеется. И причина этого феномена состоит в том, что молекулы воды намного меньше бугорков шероховатости. Поэтому поток воды как надавил на бугорок и деформировал его в самом начале процесса, так и продолжает держать в деформированном состоянии. А теперь вспомните формулу совершения работы A = FL, где F - сила, L - перемещение. Для деформированного водным потоком бугорка шероховатости сила имеется, а перемещение равно нулю. Оно имелось в самом начале, когда бугорок искривлялся под давлением воды. Но в стационарном режиме бугорок как искривился, так и продолжает пребывать в искривленном деформированном состоянии. И по этой причине работа над перемещением воды в трубе не производится. А если работы нет, тогда и выделяющегося тепла не будет. Вот и возникает такой необычный феномен: трение есть, а тепла трения нет.

Что касается потоков газа, там в длинных трубах вообще происходит охлаждение, а не нагрев. И происходит это в соответствии с законами газовых состояний: законом Шарля или законом Гей-Люссака. Согласно этому закону, при падении давления газа его температура также падает. Газ сжимаем в отличие от жидкости. Поэтому когда мы запускаем газ в начале трубы, он имеет одно давление, но в конце трубы будет иметь меньшее давление. А значит, и температура его будет меньше, чем на входе. Это очень сильно проявляется в длинных газопроводах. Там на выходе газ получается очень холодным, до -30 град его температура иногда доходит. Когда я еще работал в Институте проблем энергетики, у нас был такой проект в общей программе: использование холода перекачиваемого газа в качестве охлаждения тепловых электростанций (чем ниже температура холодильника в ТЭС, тем больше ее кпд). Но по какой-то причине проект так и остался на бумаге.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
1

Трение - это когда на пути одного тела стоит другое тело.

На молекулярном уровне - это когда на пути одной молекулы (или атома) вещества стоит другая молекула (или атом) вещества. При их взаимодействии (столкновении) и первая и вторая молекулы выходят из своего условного состояния покоя (равновесия). Как говорили древние физики "корпускулы начинают дрожать еще больше, чем они дрожали до столкновения".

А частота и амплитуда "дрожания" - это и есть температура.

Современная физика, процесс при котором одна молекула стоит на пути другой и мешает ей двигаться, называет: Процессом Передачи импульса

Во время передачи импульса из-за упругой деформации между двумя молекулами появляется избыточное давление, которое по третьему закону Ньютона порождает две Силы:

Силу действия первой молекулы на вторую и равную ей Силу противодействия второй молекулы на первую.При этом Сила действия для второй молекулы является Силой тяги, а Сила противодействия для первой молекулы является Силой трения(сопротивления­) если речь идет о твердых телах или Вязкостью - если речь идет о жидкостях или газах.

"Дрожание" - это колебания.


Все разговоры об выделяемой "энергии" или о "совершаемой работе" - это от лукавого.

В основном данными терминами оперируют не физики, а физики которые давно по своей сути превратились в математиков, т.к. данные термины придуманы для так называемых "математических уравнений" и к физике не имеют ни какого отношения.


Запомните одно простое правило: Если с вами кто-то начинает разговаривать об "энергии" или о "совершаемой работе", то это гарантия того, что в ФИЗИКЕ вы ничего не поймете, т.к. перед вами "МАТЕМАТИК"!

Дело все в том, что у любого тела которое движется, есть только два физических параметра - это Скорость и Масса. И больше с точки зрения ФИЗИКИ ничего нет. Именно по этой причине Ньютон и перемножил Скорость на Массу и получил Импульс. Второе название импульса: "количество движения". Формула: P=m*V

Любой физический процесс, который происходит с телом которое имеет Массу - это или появление Скорости у тела причиной которой является Сила или появление Силы причиной которой является Скорость тела.

Не могу не подилиться своим наблюдением (да простит меня модератор):

Как только объяснение физического процесса начинается через "энергию" и "работу", то как правило это объяснение превращается в ТРЕП!

1

При трении одного объекта о другой выделяется энергия. Эту энергию можно рассчитать по формуле: А=Fтр*s. Энергия, выделяемая при трении - это работа силы трения. При остановке транспорта эта энергия не столь велика, чтобы вызвать существенный нагрев трущихся деталей механизмов. Но при трении спички о коробок сила трения получается сравнительно высокая в сочетании с противодействием усилия человека, поэтому возникает огонь. Кроме того, при трении одного материала о другой усиливаются колебательные движения молекул обоих твёрдых тел или движения молекул метеорита и воздуха.

Грустный Роджер [588K]
Неверно.
При чиркании спичкой о коробок происходит химическая реакция - трение перемешивает компоненты, находящиеся в головке спички и в намазке коробка.
  —  10 лет назад 
IGOR PROKHOROV [13.2K]
Если возгорание спички обусловлено перемешиванием компонентов и последующей химической реакцией, тогда почему не загорается сам коробок?  —  10 лет назад 
Грустный Роджер [588K]
Потому что химический состав разный. Вот в головке спички он как раз такой, что там потом возникает самоподдерживающаяся реакция, для которой просто нужна инициация.  —  10 лет назад 
Roman G [229K]
При написании этого ответа я опирался на свои школьные знания.  —  10 лет назад 
Грустный Роджер [588K]
Я при написании коммента тоже опирался на школьные знания.  —  10 лет назад 
все комментарии (еще 20)
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация