Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способ теплопередачи

1. Пользуясь рисунком 3, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.

При совершении работы (при натирании трубки веревкой) увеличивается температура, а значит, и внутренняя энергия.

2. Опишите опыт, показывающий, что за счёт внутренней энергии тело может совершить работу.

В тослстостенный 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. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее. Находящийся в сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершил за счет своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается.

3. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплопередачи.

Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления; крыши домов нагреваются лучами солнца.

4. Объясните на основе молекулярного строения вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.

Средняя кинетическая энергия молекул спицы меньше средней кинетической энергии молекул воды. Молекулы воды будут передавать часть своей кинетической энергии молекулам спицы, в результате чего спица нагреется, а вода несколько охладится.

5. Что такое теплопередача?

Теплопередача — процес изменения внутренней энергии без совершения рабтоты над телом или самым телом.

6. Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей.

Источник

Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии

1. Существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная. Кинетической энергией обладает любое движущееся тело; она прямо пропорциональна массе тела и квадрату его скорости. Потенциальной энергией обладают взаимодействующие между собой тела. Потенциальная энергия тела, взаимодействующего с Землёй, прямо пропорциональна его массе и расстоянию между
ним и поверхностью Земли.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тела называется его полной механической энергией. Таким образом, полная механическая энергия зависит от скорости движения тела и от его положения относительно того тела, с которым оно взаимодействует.

Если тело обладает энергией, то оно может совершить работу. При совершении работы энергия тела изменяется. Значение работы равно изменению энергии.

2. Если в закрытую пробкой толстостенную банку, дно которой покрыто водой, накачивать воздух (рис. 67), то через какое-то время пробка из банки вылетит и в банке образуется туман.

Это объясняется тем, что в воздухе, находящемся в банке, присутствует водяной пар, образующийся при испарении воды. Появление тумана означает, что пар превратился в воду, т.е. сконденсировался, а это может происходить при понижении температуры. Следовательно, температура воздуха в банке понизилась.

Причина этого следующая. Пробка вылетела из банки, потому что находившийся там воздух действовал на неё с определённой силой. Воздух при вылете пробки совершил работу. Известно, что работу тело может совершить, если оно обладает энергией. Следовательно, воздух в банке обладает энергией.

При совершении воздухом работы понизилась его температура, изменилось его состояние. При этом механическая энергия воздуха не изменилась: не изменились ни его скорость, ни его положение относительно Земли. Следовательно, работа была совершена не за счёт механической, а за счёт другой энергии. Эта энергия — внутренняя энергия воздуха, находящегося в банке.

3. Внутренней энергией тела называют сумму кинетической энергии движения его молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.

Кинетической энергией ​ \( (E_к) \) ​ молекулы обладают, так как они находятся в движении, а потенциальной энергией \( (E_п) \) , поскольку они взаимодействуют.

Внутреннюю энергию обозначают буквой ​ \( U \) ​. Единицей внутренней энергии является 1 джоуль (1 Дж).

4. Чем больше скорости движения молекул, тем выше температура тела, следовательно, внутренняя энергия зависит от температуры тела. Чтобы перевести вещество из твёрдого состояния в жидкое состояние, например, превратить лёд в воду, нужно подвести к нему энергию. Следовательно, вода будет обладать большей внутренней энергией, чем лёд той же массы, и, следовательно, внутренняя энергия зависит от агрегатного состояния тела.

Внутренняя энергия тела не зависит от его движения как целого и от его взаимодействия с другими телами. Так, внутренняя энергия мяча, лежащего на столе и на полу, одинакова, так же как и мяча, неподвижного и катящегося по полу (если, конечно, пренебречь сопротивлением его движению).

Об изменении внутренней энергии можно судить по значению совершённой работы. Кроме того, поскольку внутренняя энергия тела зависит от его температуры, то по изменению температуры тела можно судить об изменении его внутренней энергии.

5. Внутреннюю энергию можно изменить при совершении работы. Так, в описанном опыте внутренняя энергия воздуха и паров воды в банке уменьшалась при совершении ими работы по выталкиванию пробки. Температура воздуха и паров воды при этом понижалась, о чём свидетельствовало появление тумана.

Если по куску свинца несколько раз ударить молотком, то даже на ощупь можно определить, что кусок свинца нагреется. Следовательно, его внутренняя энергия, так же как и внутренняя энергия молотка, увеличилась. Это произошло потому, что была совершена работа над куском свинца.

Если тело само совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается, а если над ним совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается.

Если в стакан с холодной водой налить горячую воду, то температура горячей воды понизится, а холодной воды — повысится. В этом случае работа не совершается, однако внутренняя энергия горячей воды уменьшается, о чем и свидетельствует понижение её температуры.

Поскольку вначале температура горячей воды была выше температуры холодной воды, то и внутренняя энергия горячей воды больше. А это значит, что молекулы горячей воды обладают большей кинетической энергией, чем молекулы холодной воды. Эту энергию молекулы горячей воды передают молекулам холодной воды при столкновениях, и кинетическая энергия молекул холодной воды увеличивается. Кинетическая энергия молекул горячей воды при этом уменьшается.

В рассмотренном примере механическая работа не совершается, внутренняя энергия тел изменяется путём теплопередачи.

Теплопередачей называется способ изменения внутренней энергии тела при передаче энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Внутренняя энергия газа в запаянном сосуде постоянного объёма определяется

1) хаотическим движением молекул газа
2) движением всего сосуда с газом
3) взаимодействием сосуда с газом и Земли
4) действием на сосуд с газом внешних сил

2. Внутренняя энергия тела зависит от

A) массы тела
Б) положения тела относительно поверхности Земли
B) скорости движения тела (при отсутствии трения)

1) только А
2) только Б
3) только В
4) только Б и В

3. Внутренняя энергия тела не зависит от

A) температуры тела
Б) массы тела
B) положения тела относительно поверхности Земли

1) только А
2) только Б
3) только В
4) только А и Б

4. Как изменяется внутренняя энергия тела при его нагревании?

1) увеличивается
2) уменьшается
3) у газов увеличивается, у твёрдых и жидких тел не изменяется
4) у газов не изменяется, у твёрдых и жидких тел увеличивается

5. Внутренняя энергия монеты увеличивается, если её

1) нагреть в горячей воде
2) опустить в воду такой же температуры
3) заставить двигаться с некоторой скоростью
4) поднять над поверхностью Земли

6. Один стакан с водой стоит на столе в комнате, а другой стакан с водой такой же массы и такой же температуры находится на полке, висящей на высоте 80 см относительно стола. Внутренняя энергия стакана с водой на столе равна

1) внутренней энергии воды на полке
2) больше внутренней энергии воды на полке
3) меньше внутренней энергии воды на полке
4) равна нулю

7. После того как горячую деталь опустят в холодную воду, внутренняя энергия

1) и детали, и воды будет увеличиваться
2) и детали, и воды будет уменьшаться
3) детали будет уменьшаться, а воды увеличиваться
4) детали будет увеличиваться, а воды уменьшаться

8. Один стакан с водой стоит на столе в комнате, а другой стакан с водой такой же массы и такой же температуры находится в самолете, летящем со скоростью 800 км/ч. Внутренняя энергия воды в самолёте

1) равна внутренней энергии воды в комнате
2) больше внутренней энергии воды в комнате
3) меньше внутренней энергии воды в комнате
4) равна нулю

9. После того как в чашку, стоящую на столе, налили горячую воду, внутренняя энергия

1) чашки и воды увеличилась
2) чашки и воды уменьшилась
3) чашки уменьшилась, а воды увеличилась
4) чашки увеличилась, а воды уменьшилась

10. Температуру тела можно повысить, если

А. Совершить над ним работу.
Б. Сообщить ему некоторое количество теплоты.

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

11. Свинцовый шарик охлаждают в холодильнике. Как при этом меняются внутренняя энергия шарика, его масса и плотность вещества шарика? Для каждой физической величины определите соответствующий характер изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A) внутренняя энергия
Б) масса
B) плотность

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

12. В бутыль, плотно закрытую пробкой, закачивают насосом воздух. В какой-то момент пробка вылетает из бутыли. Что при этом происходит с объёмом воздуха, его внутренней энергией и температурой? Для каждой физической величины определите характер её изменения. Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A) объём
Б) внутренняя энергия
B) температура

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Источник

Статья «СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛА. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Статья «СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛА. Информационные материалы и методические указания к уроку».

1. Внутренняя энергия тела изменяется при изменении

скорости движения его молекул. Какими же

способами можно увеличить или уменьшить эту скорость?

Обратимся к опыту.

На подставке (рис. 4) укреплена тонкостенная

латунная трубка, в которую налито немного эфира,

трубка плотно закрыта пробкой. Трубку обвивают

веревкой и быстро двигают веревку то в одну, то

в другую сторону. Через некоторое время эфир закипит

и его пар вытолкнет пробку. Этот опыт показывает,

что внутренняя энергия эфира увеличилась:

ведь он нагрелся и даже закипел. Это увеличение

внутренней энергии произошло в результате работы,

совершенной при натирании веревкой трубки.

Тела нагреваются также при ударах, разгибании

и сгибании, вообще при деформации. Во всех этих

случаях за счет совершенной работы увеличивается

внутренняя энергия тел.

Итак, внутреннюю энергию тела можно увеличить

путем совершения работы над телом.

Если же работу совершает само тело, то внутренняя

энергия его при этом уменьшается. Это можно

наблюдать на следующем опыте.

Берут толстостенный стеклянный сосуд, закрытый

пробкой. Через специальное отверстие в сосуд накачивают

воздух. Через некоторое время пробка выскакивает

из сосуда (рис. 5). В тот момент, когда

пробка выскочит, в сосуде появится туман. Его появление

означает, что воздух в сосуде стал холоднее

(вспомните, что и на улице туман появляется во время

Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая

пробку, совершает работу. Эту работу он совершает

за счет своей внутренней энергии, которая при

этом уменьшается, об ее уменьшении мы судим по

охлаждению воздуха в сосуде.

2. Известно, однако, что внутреннюю энергию

тела можно изменить и другим способом, без совершения

работы. Без совершения работы нагреваются

чайник с водой, стоящий на плите, металлическая

ложка, опущенная в стакан с горячим чаем, печь,

в которой разведен огонь, крыша дома, освещаемая

лучами солнца, и т. п. Во всех этих случаях тоже повышается

температура тел, а.значит, увеличивается

и их внутренняя энергия. Как объяснить ее увеличение?

Как, например, нагревается холодная металлическая

ложка, опущенная в горячий чай? Скорости

теплового движения частиц горячей воды больше

скоростей частиц холодного металла. В тех местах,

где ложка соприкасается с водой, частицы горячей

воды передают часть своей кинетической энергии

частицам холодного металла. Поэтому энергия частиц

воды в среднем уменьшается, а энергия частиц

металла увеличивается: температура воды уменьшается,

а температура ложки увеличивается — температуры

их постепенно выравниваются. С уменьшением

кинетической энергии молекул воды уменьшается

и внутренняя энергия всей воды, находящейся

в стакане, а внутренняя энергия ложки увеличивается.

Ту часть внутренней энергии, которая перешла от

воды к ложке, называют к о л и ч е с т в о м т е п л о ты.

Для нее применяют также названия: «теплота»

или «тепло». Поэтому и тот способ изменения внутренней

энергии, при котором над телом не совершается

работа, а энергия передается от одних частиц

к другим, называют п е р е д а ч ей т е п л о ты

или т е п л о п е р е д а ч е й.

Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить

двумя способами: совершением механической

работы или теплопередачей.

Когда тело уже нагрето, мы не можем указать,

каким из двух способов это было сделано. Так, держа

в руках нагретую стальную спицу, мы не можем

сказать, каким способом ее нагрели — натирая ее

или помещая в пламя.

1. Приведите примеры, показывающие, что внутренняя энергия

тела увеличивается при совершении над телом работы.

2. Опишите опыт, показывающий, что за счет своей внутренней

энергии тело может совершить работу. 3. Приведите

примеры увеличения внутренней энергии тела способом теплопередачи.

4. Объясните с точки зрения молекулярного строения

вещества теплопередачу. 5. Какими двумя способами

можно изменить внутреннюю энергию тела?

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 829 человек из 76 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

• Сейчас обучается 358 человек из 70 регионов

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

• Курс добавлен 23.09.2021
• Сейчас обучается 47 человек из 23 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Похожие материалы

Статья «ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Статья «ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ. ПЕРЕХОД МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВО ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ. Информационные материалы и методические указания к уроку».

Самостоятельная работа по теме: «Плотность вещества» физика 7 класс

Самостоятельная работа по теме: «Расчет массы и объема тела по его плотности» физика 7 класс

Самостоятельная работа по теме: «Сила. Явление тяготения. Сила тяжести. Связь между силой тяжести и массой тела» физика 7 класс

Самостоятельная работа по теме: «Сила упругости. Закон Гука. Динамометр» физика 7 класс

Самостоятельная работа по теме: «Вес тела» физика 7 класс

Самостоятельная работа по теме «Равнодействующая сила» физика 7 класс

Не нашли то что искали?

Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5307023 материала.

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

В Тюменской области продлили на неделю дистанционный режим для школьников

Время чтения: 1 минута

В российских школах оборудуют кабинеты для сообщества «Большой перемены»

Время чтения: 1 минута

Спортивные и творческие кружки должны появиться в каждой школе до 2024 года

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник