Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплообмена

Содержание

Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплообмена
Конспект урока по физике в 7 классе на тему: «Внутренняя энергия и способы её изменения. Виды 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

Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплообмена

Назад в «Оглавление» — смотреть

1. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?

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

3. Как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу?

При совершении работы, т.е. при натирании трубки с эфиром с помощью веревки, происходит увеличение температуры сначала трубки, а затем и эфира в ней.
Увеличение температуры приводит к увеличению внутренней энергии сначала трубки, а затем и эфира.
Далее пары эфира выталкивают пробку — внутренняя энергия эфира частично превращается в механическую (кинетическую) энергию пробки.

4. Может ли тело совершить работу за счёт внутренней энергии?

— В опыте с натиранием веревкой трубки с эфиром, закрытой пробкой, пары эфира выталкивают пробку.
Здесь эфир совершает работу.
Внутренняя энергия эфира частично превращается в механическую (кинетическую) энергию пробки.

— При нагревании и кипячении воды в чайнике крышка чайника начинает подпрыгивать.
Водяные пары в чайнике совершают работу, сдвигая крышку.
Здесь внутренняя энергия паров воды частично превращается в механическую (кинетическую) энергию крышки.

1. Что называется теплопередачей?

Теплопередача — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

5. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплопередачи.

Возьмем металлическую ложку и опустим ее в стакан с горячим чаем.
Ложка нагреется, а чай охладится.
При этом внутренняя энергия и воды, и ложки изменится.
Произойдет передача части внутренней энергии воды другому телу — ложке.
Передача тепла (теплопередача) направлена всегда от более нагретого тела менее нагретому.

Другие примеры изменения внутренней энергии тела за счет теплопередачи:
— прогревание органов тела УВЧ-излучением,
— нагрев воздуха в фене электроспиралью,
— нагрев пищи при варке на газовой горелке.

6. Как объяснить на основе молекулярного строения вещества нагревание металлической ложки, опущенной в горячую воду?

Вначале средняя кинетическая энергия молекул воды больше средней кинетической энергии частиц металлической ложки.
За счет более частых ударов молекул воды (в местах соприкосновения воды с металлом) молекулы воды побуждают частицы металла двигаться быстрее.
Частицы металла увеличивают свою скорость, что приводит к увеличению температуры металла, т.е. к увеличению внутренней энергии металла.
Постепенно молекулы воды передадут часть своей энергии металлу, и температуры обоих тел выравняются.
Так произойдет уменьшение внутренней энергии воды и увеличение внутренней энергии ложки.
Вода охладится, а ложка нагреется.

7. Какие виды теплопередачи существуют?

Теплопередача может осуществляться тремя способами:
— теплопроводностью;
— конвекцией;
— излучением.

Источник

Конспект урока по физике в 7 классе на тему: «Внутренняя энергия и способы её изменения. Виды теплопередачи».

Выбранный для просмотра документ виды теплопередачи.ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Внутренняя энергия. Способы изменения. Виды теплопередачи. 7 класс .

Механическая энергия (повторение) потенциальная (энергия взаимодействия) При действии Fтяж При действии Fупр кинетическая (энергия движения) Eк – кинетическая энергия, Дж v– модуль скорости тела, м/с m – масса тела, кг

У всех видов энергии есть общее свойство: энергия ниоткуда не возникает и никуда не исчезает; она лишь переходит из одного вида в другой или от одного тела к другому. Это утверждение называется законом сохранения энергии. 1кДж = 1000 Дж 1мДж = 0,001 Дж 1МДж = 1 000 000 Дж В СИ:

потенциальная энергия взаимодействия молекул кинетическая энергия движения молекул Внутренняя энергия

Внутренняя энергия тела зависит от : — температуры тела ; — агрегатного состояния вещества ; Внутренняя энергия тела не является постоянной величиной и изменяется при изменении температуры и (или) агрегатного состояния вещества.

Способы изменения внутренней энергии над телом самим телом совершение работы теплопередача внутренняя энергия увел. внутренняя энергия уменьш.

теплопроводность виды теплопередачи излучение конвекция

Теплопроводность . — перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет теплового движения и взаимодействия атомов, который приводит к выравниванию температуры тела. Не сопровождается переносом вещества!

Теплопроводность различных веществ разная.

Конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Конвекция невозможна в твёрдых телах. Конвекция может быть двух видов:

Конвекция в природе и технике

— это перенос энергии путем испускания электромагнитных волн.

Темные тела лучше поглощают излучение, чем светлые (или имеющие зеркальную, полированную поверхность), и лучше излучают.

Представьте, что мы оказались в Италии XV века. В роскошном замке миланского герцога Моро идет великолепный праздник, идею которого придумал великий Леонардо да Винчи. «Золотой век» Возрождения олицетворяет маленький мальчик, чье тело было сплошь покрыто золотой краской. После праздника о нем все забыли. И только на следующий день Леонардо да Винчи обнаружил малыша в темном углу холодного зала. Он плакал и дрожал от холода. Через несколько дней мальчик умер. Вопрос: В чем причина гибели «золотого мальчика»?

Постоянство температуры тела поддерживается путем регуляции отдачи тепла организмом. И эта роль принадлежит нашей коже, т. к. этот орган непосредственно контактирует с внешней средой и, следовательно, регистрирует изменение ее температуры.

Терморегуляция организма животных Мех, пух, шерсть Подкожный жир животных Почему при холодной погоде многие животные спят, свернувшись в клубок? Для чего животные и птицы весной «линяют»?

Известно ,что потеря тепла пропорциональна поверхности тела, поэтому размеры ушей, хвоста, лап животного играют важную роль в экономии тепла. Например, уши у животных холодных областей всегда меньше, чем у животных, обитающих в теплых местах. Большие уши пронизаны сетью кровеносных сосудов и служат «радиаторами» для охлаждения мозга животного. Почему уши у животных холодных областей всегда меньше, чем у животных, обитающих в теплых областях нашей планеты?

Важную роль в поддержании нужной температуры тела животных играет- жировой слой, мех, перья. Знаете ли вы, почему верблюд горбат? Если бы жировые запасы верблюда были распределены равномерно по всему телу, то вследствие плохой теплопроводности жира в знойной пустыне верблюд не смог бы охлаждаться и погиб бы от перегревания. Почему верблюд горбат?

Лохматая шубка позволяет шмелям собирать нектар и пыльцу даже в Заполярье. Под такой одежкой тело шмеля при усиленной работе мышц нагревается до 40 градусов.И чем севернее живет шмель, тем он крупнее и лохматее. В тропиках шмелей нет- перегреваются. Почему в Заполярье шмели не замерзают от холода?

Во время сильных морозов птицы нахохливаются. Почему при этом они легче переносят холод? 2. Что приносит вред растениям, особенно злаковым: обильный снег или бесснежная зима? Объясни 3. Греет ли шуба?

Выбранный для просмотра документ вопросы на выбор.docx

Цветные вопросы ( распечатать на цветной бумаге

Вопросы на выбор

Для чего животные и птицы весной «линяют»?

Почему при холодной погоде многие животные спят, свернувшись в клубок?

Почему уши у животных холодных областей всегда меньше, чем у животных, обитающих в теплых областях нашей планеты?

Почему верблюд горбат?

Почему в Заполярье шмели не замерзают от холода?

Во время сильных морозов птицы нахохливаются. Почему при этом они легче переносят холод?

Что приносит вред растениям, особенно злаковым: обильный снег или бесснежная зима?

Почему на холоде у нас мёрзнут нос и уши, а вот глаза не ощущают холода?

Как защищены от холода теплокровные животные, живущие в очень холодных водах полярных морей, но лишённые густого волосяного покрова (например: моржи, тюлени, киты и т.д.)

Как греются в мороз дикие утки?

Мне звезда упала на ладошку,

Я её спросил: «Откуда ты?»

«Дайте мне передохнуть немножко,

Я с такой летела высоты».

Как изменилась внутренняя энергия звезды? За счёт теплопередачи или совершения работы?

И если огонь на суровой заре

Погаснет, воскреснуть не смея,

Я сердцем прижмусь к этой мёрзлой земле

И, может, её отогрею.

За счёт чего автор строк пытается увеличить внутреннюю энергию земли?

Выбранный для просмотра документ для групп.docx

Теплопроводность, стр 142

Теплопроводность – такой тип теплообмена, когда тепло перемещается от более нагретых участков тела к менее нагретым вследствие теплового движения молекул.

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

У пламени горелки молекулы, получив избыток энергии, начинают совершать колебания с большей амплитудой, передавая часть энергии при соударениях с соседними слоями.

Особенность теплопроводности в том, что само вещество не перемещается. Ясно, что чем меньше расстояние между молекулами, тем с большей скоростью идет перенос тепла.

Все кристаллы имеют очень хорошую теплопроводность. И наоборот, те вещества, в которых расстояния между молекулами большие – плохие проводники тепла. Это — различные породы древесины, строительный кирпич, котором есть поры, заполненные воздухом, различные газы. Плохая теплопроводность у шерсти и меха, так как между ворсинками также много воздуха. Именно наличие меха позволяет отдельным животным переносить зимнюю стужу.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Конвекция, стр 142

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Включив лампу накаливания с отражателем и подставив над лампой бумажную вертушку, мы замечаем, что она начинает вращаться (этот опыт проиллюстрирован в презентации). Объяснение этому факту может быть одно: холодный воздух при нагревании у лампы становится теплым и поднимается вверх. При этом вертушка вращается.

Плотность горячего воздуха или жидкости меньше, чем холодного, поэтому нагрев производят снизу. При этом конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх, а на их место опускается холодная жидкость.

Замечено, что жидкость можно нагреть и при нагревании ее сверху, но это — длительный процесс. В данном случае нагрев происходит не за счет конвекции, а за счет теплопроводности.

Система отопления помещений основана именно на перемещении конвекционных потоков теплого и холодного воздуха: постоянное перемешивание воздуха приводит к выравниванию температуры по всему объему помещения.

Очевидно, что главным отличием конвекции от теплопроводности является то, что при конвекции происходит перенос вещества, имеющего большую внутреннюю энергию, а при теплопроводности вещество не переносится.

Холодные и теплые морские и океанские течения — примеры конвекции. Также в качестве примеров конвекции можно привести ветры, которые дуют в земной атмосфере.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи

Излучение или лучистый теплообмен, стр 142

Под излучением, понимают перенос энергии в виде электромагнитных волн. Любое нагретое тело является источником излучения.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия доходит до Земли.

Темные тела не только лучше поглощают энергию, но и лучше ее отдают в окружающую среду. Два одинаковых тела, нагретые до одной температуры, остывают по-разному, если у них разный цвет поверхности. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию используют при строительстве самолетов; крыши высотных зданий в жарких странах также красят в светлые тона.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Вопрос: В чем причина гибели «золотого мальчика»?

В теле человека за 1 час образуется столько тепла, сколько нужно, чтобы вскипятить 1 л ледяной воды. И если бы тело было непроницаемым для тепла футляром, то уже через час температура тела поднялась бы примерно на 1,5°С , часов через 40 достигла бы точки кипения воды. Во время тяжелой физической работы образование тепла увеличивается еще в несколько раз. И все же температура тела не меняется. Постоянство температуры тела поддерживается путем регуляции отдачи тепла организмом.

Почему на морозе кожа сначала краснеет, потом бледнеет и даже синеет?

При выходе из теплого помещения на мороз сначала охлаждается кожа. В ответ

происходит расширение сосудов, которое увеличивает приток крови и тепла к поверхности кожи для ее согревания — кожа краснеет. При более длительном пребывании на холоде начинается охлаждение всего организма. Чтобы уменьшить потери тепла, сосуды кожи суживаются, уменьшая приток крови. Теплоотдача из организма уменьшается, но поверхность кожи при этом сильно охлаждается и может наступить обморожение.

Подумайте, каким опытом вы можете представить теплорегуляцию.

Решите биологические задачи

1.Действие алкоголя на организм вызывает расширение сосудов. Какой человек, трезвый или пьяный, быстрее замерзнет на морозе?

2.Человек в умеренном климате носит одежду соответственно погоде. Однако жители Средней Азии в самую большую жару ходят в теплых ватных халатах. Дайте объяснение этому явлению.

3. Развитие лихорадочного состояния часто сопровождается дрожью и ощущением холода (ознобом). Объясните эти симптомы на основе представления о механизме терморегуляции.

Выбранный для просмотра документ конспект урока..docx

Урок №____ дата _________ физика 7

Тема. Внутренняя энергия и способы её изменения. Виды теплопередачи.

Цели урока. Формирование понятия «внутренняя энергия тела» на основе МКТ строения вещества.

Ознакомление со способами изменения внутренней энергии тела. Формирование понятий: теплопередача, конвекция, излучение и умения применять знания МКТ строения вещества при объяснении тепловых явлений. Развитие интереса к физике через демонстрацию интересных примеров проявления тепловых явлений в природе и технике. Обоснование необходимости изучения тепловых явлений для применения этих знаний в быту. Развитие информационно – коммуникативных компетенций учащихся.

Предметные результаты: определять способы изменения внутренней энергии тела, умение описывать и объяснять физические явления на основе видов теплопередачи, приводить примеры практического применения и учета теплопроводности, конвекции и излучения, использовать приобретенные знания в повседневной деятельности для обеспечения безопасности жизнедеятельности.

Метапредметные результат ы. Умение выполнять несложные эксперименты, описывать результаты, делать выводы. Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками. Умение владеть основами самоконтроля. Умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения. Умение определять способы решения учебной задачи. Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, осознано выбирать эффективные способы решения задач. Умение работать с информационными ресурсами.

Личностные результаты: умения оценивать свою работу, самостоятельное приобретение новых знаний и практич еских умений, сформированность осознанного, уважительного и доброжелательного отношения к другому человеку, его мнению.

Тип урока. Урок открытия новых знаний.

Оборудование: компьютер, экран, проектор, стаканы с горячей водой, куски картона, алюминиевые проволоки, свечка, коробок спичек, спиртовка, ложка металлическая, железная спица, стеклянный сосуд, закрытый пробкой, насос .

Разминка. Вопросы к классу.

Механическая энергия. Виды энергии. Закон сохранения энергии.

Основные положения МКТ.

3. Постановка цели урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

Как изменить температуру? Как меняется энергия молекул? Как можно назвать энергию молекул? Сформулируйте тему урока, поставьте задачи. Запишите в тетрадь.

4.Первичное усвоение новых знаний.

Проблема: Как можно изменить температуру монеты, используя картон и стакан с горячей водой?

Предложить свои способы и проверить их опытным путём.

Ответить на вопрос: «Что произошло с внутренней энергией монеты в каждом из проделанных опытов?»

Возможные варианты ответов: монету можно потереть о картон; подержать у стенок стакана; подержать над стаканом; опустить в стакан с горячей водой.

Учащиеся проводят эксперимент, обсуждают и делают вывод.

Вывод: внутренняя энергия зависит от температуры тела: при повышении температуры тела – внутренняя энергия увеличивается, а при понижении температуры тела – уменьшается, т.е. внутреннюю энергию тела можно изменить.

Учитель: Сейчас каждый из вас выступит в роли исследователя. Вам предлагается провести работу

« Выяснение способов изменения внутренней энергии тела»

(работа в группах).

Группа получает необходимые приборы и лист с инструкцией. Выполняют задания.

Объясните, за счёт чего изменилась внутренняя энергия в каждом случае 1-3.

Сделайте вывод о способе изменения внутренней энергии.

Объяснить, каким способом изменилась внутренняя энергия в случае 1-3.

Внутренняя энергия тела увеличивается, когда совершается над телом работа.

Внутренняя энергия тела уменьшается, когда тело само совершает работу.

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

Проанализируйте задания 1- 2, выводы из них и сформулируйте способы изменения внутренней энергии тела.

Обсуждают выводы. дополняет, корректирует.

Опыт: В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачивают воздух через специальное отверстие в ней. Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, внутри сосуда образуется туман. ( можно заменить на пакет нагретый в горячей воде и соединенный с насосом, бутылкой с сильногазованной водой)).

Вопрос: Как изменилась внутренняя энергия воздуха после вылета пробки и каким способом это произошло?

Совместное обсуждение проделанного опыта и вывод.

Вывод : Внутренняя энергия воздуха уменьшилась, т.е. внутренняя энергия тела уменьшается, когда работу совершает само тело.

Туман на улице образуется чаще всего, когда после тёплой погоды наступает резкое похолодание. Пары воды, содержащиеся в воздухе, при понижении температуры воздуха переходят в жидкое состояние, в воздухе образуются мелкие капельки воды, и поэтому виден туман.

Т.к. в сосуде наблюдается туман, то воздух в сосуде стал холоднее. Внутренняя энергия газа при этом уменьшилась.

Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счёт своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается.

Заполнение таблицы 1 (слайды 6, 7)

Работа в группах – работа с учебником и дополнительным материалом.

1.Теплопроводность ( опыты с ложками, спицей и пустой пробиркой)

2.Конвекция (опыты с вертушкой, нагревание воды с марганцем)

3.Излучение( опыт с теплоприемником и манометром)

4.Терморегуляция материал по учебнику биологии

Сообщение информации каждой группой. Ученики по сообщениям групп заполняют таблицу2

5. Первичная проверка понимания

Каждая группа выбирает вопросы по категориям(цветам), обсуждает ответ и закрепляет его на доске в соответствующем разделе ( виды теплопередачи). ответы слайды 17-22

Тестовое задание в рабочем листе. Взаимопроверка, ответы слайд 14

7. Информация о домашнем задании, инструктаж о его выполнении

Домашнее задание. Прочитайте п. 30,31, ответьте на вопросы.

Подготовьте информацию по темам «Термос», «Парниковый эффект». Предложить модель тёплой школы.

8. Рефлексия ( подведение итогов занятия)

Совместное обсуждение результатов по достижению целей урока. Оценивание своей работы учащимися.

А где в современном производстве используется внутренняя энергия? насколько важна тема сегодняшнего урока.

Виды теплопередачи. Тесты ( в рабочие листы распечатать для четырёх вариантов)

1. Конвекцией называют вид теплопередачи, при котором энергия.

A. Передается от нагретого тела с помощью лучей.

Б. От нагретого конца тела передается к холодному, но само вещество при этом не перемещается.

В. Переносится самими частицами вещества.

2. Каков способ теплопередачи от костра?

3. Ложка, опущенная в стакан с горячей водой, нагревается. Каким способом происходит теплопередача?

4. Каким способом происходит теплопередача при нагревании шин автомобиля при торможении?

В. Излучением.
Г. Работой.

5. Какое вещество обладает наибольшей теплопровод-ностью?

1. Вид теплопередачи, при котором энергия от нагретого тела передается холодному с помощью лучей, называется.

2. Каков способ теплопередачи водяного отопления?

3. Благодаря какому способу теплопередачи Солнце
нагревает Землю?

4. Каков способ передачи энергии от горячего утюга ткани?

В. Конвекции.
Г. Излучение.

5. Изменится ли температура тела, если оно поглощает энергии больше, чем испускает?

A. Тело нагреется.

Б. Температура тела не изменится.

B. Тело охладится.

1. Теплопроводностью называют вид теплопередачи,
при котором энергия.

А. Переносится самими частицами вещества.

Б. Передается от нагретого конца тела холодному, но само вещество при этом не перемещается.

В. Передается с помощью лучей.

2. На чем основано нагревание нижних слоев атмосферы?

3. Каков способ теплопередачи энергии стенкам стакана, в который налит горячий чай?

4. Каким способом осуществляется передача энергии
бегущему человеку?

В. Работой.
Г. Излучением.

5. Какое вещество обладает наименьшей теплопроводностью?

1. Вид теплопередачи, при котором энергия переносится самими частицами вещества, называется.

2. Какой способ теплопередачи используется при поджаривании яичницы?

3. Какой способ теплопередачи участвует в нагревании воды солнечными лучами в открытых водоемах?

4. Каким способом передается энергия воде при нагревании в чайнике?

В. Работой.
Г. Конвекцией.

5. Изменится ли температура тела, если оно испускает энергии больше, чем поглощает?

A. Тело нагреется.

Б. Температура тела не изменится.

B. Тело охладится.

Задания для групп.

Теплопроводность, стр 142

Очевидно, что этот перенос энергии требует определенного времени.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Конвекция, стр 142

Под конвекцией понимают перенос энергии струями жидкости или газа.

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи

Излучение или лучистый теплообмен, стр 142

Подумайте, каким опытом вы можете представить свой вид теплопередачи.

Вопрос: В чем причина гибели «золотого мальчика»?

Почему на морозе кожа сначала краснеет, потом бледнеет и даже синеет?

При выходе из теплого помещения на мороз сначала охлаждается кожа. В ответ

Подумайте, каким опытом вы можете представить теплорегуляцию.

Источник