Способы изменения внутренней энергии

Урок 2. 09.09.20                        «Способы изменения внутренней энергии»

Цель урока:

• Выяснить условия, при которых внутренняя энергия изменяется;

• Дать понятие теплопередачи.

Оборудование:  металлическая проволока, мультимедийный проектор, презентация.

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания (№ 915, 918, 919)
3. Повторение изученного материала (фронтальный опрос).

• Дать определение внутренней энергии. (суммарная энергия движения и взаимодействия всех частиц, из которых состоит тело)

• Почему при малых значениях кинетической и потенциальной энергии одной молекулы внутренняя энергия тела достаточно большая величина? (

• Почему внутренняя энергия тела увеличивается с увеличением средней скорости движения молекул тела? (внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул). 

• Что происходит с внутренней энергией тела при понижении температуры?( уменьшается)

• Почему внутренняя энергия тела изменяется при деформации тела?( При деформации тела внешними силами, температура тела увеличивается, значит увеличивается и внутренняя энергия. )

• Может ли тело, обладая внутренней энергией, не иметь механическую энергию? Приведите примеры.(Любое неподвижное относительно поверхности Земли и находящееся на его поверхности тело (человек, дерево, машина и т.д.) не имеет механической энергии (опять таки относительно поверхности Земли). 

• Может ли тело иметь механическую энергию, но не иметь внутренней. (нет)
• Камень лежал на земле, его подняли и положили на скамейку, а затем подбросили вверх. Изменилась ли внутренняя энергия камня при таких изменениях его положения? (нет, изменится механическая энергия)
• Укажите, в каком из перечисленных ниже случаев, внутренняя энергия воды не меняется:
  а) воду переливают из ведра в чайник;
  б) её нагревают до кипения;
  в) оставляют кипящей на плите. 

3. Объяснение нового материала.

        Внутренняя энергия тела не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться. Изменяется внутренняя энергия тела при изменении скорости движения молекул.

А сейчас выясним с вами, каким способом можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул.

Вспомним каким образом наши предки добывали огонь? За счет трения при быстром вращении сухой кусок дерева нагревался более чем на 250°C и загорался.

Вопрос: что произойдет с внутренней энергией куска дерева?

Ответ: внутренняя энергия увеличиться, он нагревается и загорается.

Вопрос: в результате чего увеличилась внутренняя энергия?

Ответ: в результате совершения работы при натирании куска дерева.

Вопрос: какой можно сделать вывод из данного опыта.

Вывод: внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.

Опыт 1  Сгибание медной проволоки. (на парте по одной проволоки)

Вопрос: как изменилась  температура проволоки в месте сгиба?

Ответ: Проволока нагрелась.

Вопрос:  изменилась ли  кинетическая энергия частиц, из которых состоит проволока?

Ответ: Да, изменилась.

Вопрос: Что произошло с внутренней энергией проволоки?

Ответ: внутренняя энергия тела увеличилась.

Нагревание тел  происходит также при ударах, разгибании и сгибании. Т.е. при деформации.

 Опыт 2. В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздух через специальное отверстие в ней. Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Воздух в сосуде в сосуде стал холодным. Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку совершает работу.

Вопрос: Что произошло с внутренней энергий?

Ответ: внутренняя энергия уменьшилась.

Вопрос: В результате чего уменьшилась внутренняя энергия?

Ответ: в результате совершения работы воздухом по выталкиванию пробки. Воздух в сосуде охладился.

Вопрос: какой можно сделать вывод из данного опыта.

Вывод: Если работу совершает само тело, то внутренняя энергия уменьшается.

И так мы с вами выяснили, что внутреннюю энергию тела можно изменить путем совершения работы самим телом или над телом.

Внутреннюю энергию можно изменить и другим способом, без совершения работы.

Например, вода в сосуде закипает, если поставить ее на огонь. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления. Внутренняя энергия в этих случаях увеличивается, так как повышается температура тел. Но при этом работа не совершается.

Такой способ изменения внутренней энергии тела называется теплопередачей.

Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или сами мелом называется теплопередачей.

Теплопередача в свою очередь может осуществляться тремя способами: теплопроводностью; конвекцией; излучением.

Представим что мы Опустим в стакан с горячей водой металлическую ложку. Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии молекул холодного металла. Молекулы горячей воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам холодного металла. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться. Температура воды уменьшиться, а температура ложки – постепенно увеличиться. Постепенно их температуры выравниваются.

 Из данного опыта можно сделать следующий вывод.

• Теплопередача происходит между телами или частями тела, имеющую разную температуру.

• Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел более высокой температурой к телам с более низкой температур.

• Когда температуры тел выравниваются, теплопередача прекращается.

Чтобы количественно оценивать изменение внутренней энергии, вводят понятие количества теплоты.

Та энергия, которую тело отдает или получает в результате теплообмен, называется количеством теплоты.  Записать в словарик

4. Повторение и обобщение

Задание 1. Что является причиной изменения внутренней энергии тел в приведенных ниже явлениях:

1. нагревание воды кипятильником;

2. охлаждение продуктов, положенных в холодильник;

3. возгорание спички при чирканье ею о коробок;

4. сильное нагревание и сгорание искусственных спутников земли  при вхождении их в нижние плотные слои атмосферы;

1. если быстро изгибать проволоку в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается;
2. приготовление пищи;
3. если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки;
4. нагревание воды в бассейне в жаркий летний день;
5. при забивании гвоздя его шляпка нагревается;
6. спичка вспыхивает при внесении ее в пламя свечи.

Задание 2. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела в процессе совершения работы при: трении, ударе, сжатии.

Практика: 934, 936 (При скольжении по льду внутренняя энергия коньков и льда увеличивается и между ними создается водяная прослойка, уменьшающая силу трения. )

Вариант 1.Задание 1.

1. При повышении температуры скорость движения молекул…

А) уменьшается;        

Б) увеличивается;

В) остается не изменой.

2. К тепловым явлениям относятся:

А) плавление металлов;

Б) движение автомобиля;

В) таяние снега;

Г) наступление рассвета.

3. Тепловым движением можно считать….

А) движение одной молекулы;

Б) беспорядочное движение всех молекул;

В) движение нагретого тела;

Г) любой вид движения.

4. Внутренняя энергия тела зависит…

А) от температуры тела;

Б) от механического движения тела;

В) от положения тела относительно других тел;

Г) от агрегатного состояния вещества.

5. В каком из приведенных примеров внутренняя энергия увеличивается путем совершения механической работы над телом?

А) нагревание гвоздя при забивании его в доску;

Б) нагревание металлической ложки в горячей воде;

В) выбивание пробки из бутылки газированным напитком        

Г) таяние льда.

   6. Теплопередача происходит в направлении….

А) от тел с низкой температурой к телам с более высокой температурой.

Б) от тел с более высокой температурой к телам с более низкой температурой.

В) при одинаковой температуре.

Задание 2. Что является причиной изменения внутренней энергии тел в приведенных ниже явлениях и распределить в две колонки:

1. нагревание воды кипятильником;

2. охлаждение продуктов, положенных в холодильник;

3. возгорание спички при чирканье ею о коробок;

4. сильное нагревание и сгорание искусственных спутников земли  при вхождении их в нижние плотные слои атмосферы;

5.если быстро изгибать проволоку в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается;

6.приготовление пищи;

7.если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки;

8.нагревание воды в бассейне в жаркий летний день;

9.при забивании гвоздя его шляпка нагревается;

10.спичка вспыхивает при внесении ее в пламя свечи.

Задание 3. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела в процессе совершения работы при: трении.

Вариант 2.Задание 1.

1. К тепловым явлениям относятся:

А) плавление металлов;

Б) движение автомобиля;

В) таяние снега;

Г) наступление рассвета

2. При повышении температуры скорость движения молекул…

А) уменьшается;        

Б) увеличивается;

В) остается не изменой.

3.Внутренняя энергия тела зависит…

А) от температуры тела;

Б) от механического движения тела;

В) от положения тела относительно других тел;

Г) от агрегатного состояния вещества.

4.Тепловым движением можно считать….

А) движение одной молекулы;

Б) беспорядочное движение всех молекул;

В) движение нагретого тела;

Г) любой вид движения.

   5. Теплопередача происходит в направлении….

А) от тел с низкой температурой к телам с более высокой температурой.

Б) от тел с более высокой температурой к телам с более низкой температурой.

В) при одинаковой температуре.

6.В каком из приведенных примеров внутренняя энергия увеличивается путем совершения механической работы над телом?

А) нагревание гвоздя при забивании его в доску;

Б) нагревание металлической ложки в горячей воде;

В) выбивание пробки из бутылки газированным напитком        

Г) таяние льда.

Задание 2. Что является причиной изменения внутренней энергии тел в приведенных ниже явлениях и распределить в две колонки:

1. нагревание воды кипятильником;

2. охлаждение продуктов, положенных в холодильник;

3. возгорание спички при чирканье ею о коробок;

4. сильное нагревание и сгорание искусственных спутников земли  при вхождении их в нижние плотные слои атмосферы;

5.если быстро изгибать проволоку в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается;

6.приготовление пищи;

7.если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки;

8.нагревание воды в бассейне в жаркий летний день;

9.при забивании гвоздя его шляпка нагревается;

10.спичка вспыхивает при внесении ее в пламя свечи.

Задание 3. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела в процессе совершения работы при: ударе.