Внутреннюю энергию можно изменить несколькими способами какими

Внутреннюю энергию можно изменить несколькими способами какими

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

Способы изменения внутренней энергии тела

Содержание

Вы уже знаете, что механическая энергия тела (кинетическая и потенциальная) может изменяться. Внутренняя энергия тела также не является постоянной величиной, она может менять свое значение. Внутренняя энергия зависит от температуры: при ее повышении внутренняя энергия увеличивается. Происходит это за счет увеличения средней скорости движения молекул и возрастания их кинетической энергии. При понижении температуры внутренняя энергия, наоборот, понижается. Значит, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул.

В данном уроке мы выясним, каким способом можно изменить скорость движения молекул. Таким образом, мы определим, при каких условиях происходит изменение внутренней энергии и дадим определения новым понятиям.

Совершение работы над телом

Рассмотрим опыт, представленный на рисунке 1.

У нас есть металлическая трубка, закрепленная на подставке. Наливаем в трубку немного эфира (бесцветная летучая жидкость, употребляется в технике и медицине для дезинфекции, имеет температуру кипения около $35 \degree C$). Закрываем пробкой. Обвиваем вокруг трубки веревку, и начинаем быстро двигать ее в разные стороны. Что произойдет?

После некоторого времени наших манипуляций с веревкой, эфир закипит. Его пар вытолкнет пробку.

Такой способ используется при разведении огня в диких условиях. Древние люди обладали им в совершенстве. При вращении сухой кусок дерева нагревался более чем на $250 \degree C$ и загорался.

Внутренняя энергия эфира изменилась – она увеличилась. Он не только нагрелся, но и закипел. Натирая трубку веревкой, мы совершали механическую работу.

Также тела нагреваются при деформациях: ударах (вспомните опыт из прошлого урока с шаром из свинца), разгибании, сгибании (можно провести простой опыт, сгибая медную проволоку) и др.

Внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.

Когда нам холодно, мы начинаем дрожать – происходят мышечные сокращения. Таким образом наш организм увеличивает температуру тела – за счет работы мышц увеличивается внутренняя энергия.

Совершение работы самим телом

Рассмотрим опыт, представленный на рисунке 2.

У нас имеется стеклянный сосуд, который закрывается пробкой. В пробке есть специальное отверстие. Через него с помощью насоса начнем закачивать в сосуд воздух.

Через некоторое время пробка вылетит. В этот момент можно заметить как образуется туман. Это означает, что воздух в сосуде стал холоднее.

Вытолкнув пробку, сжатый воздух в сосуде совершил работу. Т. к. температура воздуха понизилась, мы можем сказать, что его внутренняя энергия тоже уменьшилась.

Если работу совершает само тело, то его его внутренняя энергия уменьшается.

Внутреннюю энергию тела можно изменить путем совершения работы.

Теплопередача

Можно ли изменить внутреннюю энергию тела без совершения работы?

Мы часто наблюдаем ситуации, когда увеличивается температура тела. Например, закипание воды в чайнике, воздух нагревается от батарей отопления в квартире, нагреваются предметы, оставленные на солнце. Работа во всех этих примерах не совершается.

Попробуем объяснить увеличение внутренней энергии в таких случаях на следующем примере. Опустим обычную металлическую ложку в стакан с горячей водой (рисунок 3).

Что будет происходить?

1. Температура горячей воды намного больше температуры холодной ложки. Значит, кинетическая энергия молекул воды больше кинетической энергии частиц металлической ложки
2. Молекулы воды начинают взаимодействовать с частицами металла – передают им часть своей кинетической энергии
3. Энергия молекул воды уменьшается, энергия частиц металла увеличивается
4. Температура воды уменьшается, температура ложки увеличивается
5. Вскоре им температуры выравниваются

Внутреннюю энергию тела можно изменить путем теплопередачи.

Теплопередача – это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы самими телом или над ним.

• Теплопередача происходит между телами с разной температурой
• Теплопередача идет в направлении от тел с более высокой температурой к телам с более низкой
• Теплопередача заканчивается, когда температуры тел выравниваются (становятся равны друг другу)

В мороз многие водоплавающие птицы (например, утки) охотно залезают в воду. В такую погоду температура воды выше температуры воздуха, что позволяет птицам не замерзать.

Способы изменения внутренней энергии тела

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

Существует три вида теплопередачи:

Виды теплопередачи будут изучены нами в следующих уроках.

Источник

«Способы изменения внутренней энергии» урок 8 класс

Урок 2 «Способы изменения внутренней энергии»

Выяснить условия, при которых внутренняя энергия изменяется;

Дать понятие теплопередачи.

Оборудование: сосуды, спиртовка, эфир, насос, металлическая проволока, мультимедийный проектор, презентация.

Повторение изученного материала (фронтальный опрос).

Дать определение внутренней энергии.

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?

Что происходит с внутренней энергией тела при понижении температуры?

Почему внутренняя энергия тела изменяется при деформации тела?

Может ли тело, обладая внутренней энергией, не иметь механическую энергию? Приведите примеры.

Может ли тело иметь механическую энергию, но не иметь внутренней.

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.

Нальем в стеклянный сосуд эфира и закроем пробкой. Трубку обовьем веревкой и начнем быстро двигать ее то в одну, то в другую сторону. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку.

Вопрос: что произойдет с внутренней энергией эфира?

Ответ: внутренняя энергия увеличиться, он нагрелся и закипел.

Вопрос: в результате чего увеличилась внутренняя энергия?

Ответ: в результате совершения работы при натирании трубки веревкой.

Вопрос: какой можно сделать вывод из данного опыта.

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

Именно такой способ добычи огня использовали наши редки. За счет трения при быстром вращении сухой кусок дерева нагревался более чем на 250°C и загорался.

Опыт 2 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.

Рассмотрим следующий опыт.

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.

Слайд 8. 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.

4. Повторение и обобщение

При повышении температуры скорость движения молекул…

В) остается не изменой.

К тепловым явлениям относятся:

А) плавление металлов;

Б) движение автомобиля;

Г) наступление рассвета.

Тепловым движением можно считать….

А) движение одной молекулы;

Б) беспорядочное движение всех молекул;

В) движение нагретого тела;

Г) любой вид движения.

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.

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

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.

Домашнее задание. Параграф 3 выучить, ответить на вопросы в конце параграфа.

Источник

Способы изменения внутренней энергии

Урок 3. Физика 8 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Способы изменения внутренней энергии»

На предыдущем уроке мы уже узнали, от чего зависит внутренняя энергия. Теперь попытаемся разобраться, как её можно изменить. При повышении температуры увеличивается скорость движения молекул, следовательно, возрастает их кинетическая энергия и внутренняя энергия тела. И, наоборот: при понижении температуры, внутренняя энергия уменьшается.

Проведем маленький эксперимент. Возьмем деревянные палочки и потрём их друг о друга. Через некоторое время они нагреются, а, следовательно, их внутренняя энергия увеличится. То же самое произойдёт и при ударе. Нетрудно догадаться, что при деформации тело тоже нагревается, так как деформация может являться следствием удара. Во всех этих случаях, над телом совершалась та или иная работа. Значит, увеличение внутренней энергии происходит при совершении работы над телом.

Рассмотрим другой пример. В стеклянный сосуд бросим несколько горящих спичек, а на горлышко сосуда положим варёное яйцо. Через некоторое время спички потухнут, в результате чего воздух начнёт остывать. Из-за этого яйцо засосет внутрь. Это произойдет из-за того, что давление внутри сосуда понизится и будет не достаточным, чтобы сдерживать давление снаружи. Из этого можно сделать вывод, что внутренняя энергия воздуха внутри сосуда уменьшилась. Заметим, что понижение давления произошло из-за сжатия воздуха при понижении температуры, то есть, воздух совершил работу. Следовательно, уменьшение внутренней энергии происходит, когда тело само совершает работу.

Однако, изменить внутреннюю энергию можно и путём теплопередачи.

Нальём воду в чайник, и нагреем.

Для того, чтобы вода закипела, мы должны сообщить ей некоторое количество теплоты, то есть, произвести теплопередачу. Чем дольше продолжается теплопередача, тем больше становится температура воды и её внутренняя энергия. Через некоторое время вода закипит, а, значит, её внутренняя энергия увеличится.

Проведем ещё один эксперимент. Нальем в кружку горячий чай. Через некоторое время кружка нагреется, а чай, напротив, остынет, а, значит, его внутренняя энергия уменьшится.

Дело в том, что в этом случае, чай сам совершил теплопередачу, а именно, — нагрел кружку и часть окружающего воздуха.

Как видим, теплопередача всегда происходит от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Когда температуры тел выравниваются, теплопередача прекращается. Способами теплопередачи являются теплопроводность, конвекция и излучение. О них мы поговорим на следующих уроках.

Итак, изменить внутреннюю энергию тела можно с помощью механической работы или теплопередачи.

Изменится ли внутренняя энергия мяча, если, находясь в комнате, его подбросить в воздух?

Нет, потому что бросок не изменил ни температуру мяча, ни его агрегатное состояние. Над мячом не была совершена работа, и сам мяч не совершал работы. Теплопередача тоже отсутствовала, поэтому внутренняя энергия меча не изменилась.

Изменится ли внутренняя энергия мяча, если, находясь в комнате, его подбросить так, чтоб он отскочил от потолка?

Да, потому что при ударе о потолок мяч на время деформируется, а, следовательно, его внутренняя энергия возрастёт, так как над мячом была совершена работа.

Изменится ли внутренняя энергия льда, если его растопить?

Конечно. Ведь растопить лед — значит, превратить его в воду, а это изменение агрегатного состояния, да и температуры тоже. Кроме того, чтобы растопить лёд нужно осуществить теплопередачу.

Изменится ли внутренняя энергия кусочка мела, если провести им по доске? Конечно. Ведь мел пишет только тогда, когда трение достаточно велико, а трение, как мы помним из примера, совершает работу над телом. Кроме того, часть мела останется на доске. Это изменит количество молекул, содержащихся в данном кусочке, а, как мы помним, внутренняя энергия тела — это суммарная энергия всех молекул этого тела.

Источник