Урок физики в 8 классе по теме "Тепловое движение. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии"

Урок №2

Тепловое движение.

Внутренняя энергия.

Способы изменения внутренней энергии.

Физические явления, связанные с изменением температуры, называются тепловыми.

Примеры тепловых явлений:

• нагревание и охлаждение
• плавление и кристаллизация
• парообразование (кипение и испарение) и конденсация
• горение
• тепловое расширение

Температура - – это физическая величина, характеризующая различную степень нагретости тела.

Температуру измеряют с помощью термометра и выражают в градусах Цельсия.

• Закономерности протекания многих физических явлений зависят от температуры.
• Известно, например, что диффузия при более высокой температуре происходит быстрее, при низкой – медленнее.
• Следовательно, скорость движения молекул и температура связаны между собой.

• Температура тела зависит от скорости движения молекул .

• При повышении температуры скорость движения молекул увеличивается, при понижении – уменьшается .

ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ

• Все молекулы любого вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.
• Движение молекул в разных телах происходит по-разному. Молекулы газов беспорядочно движутся с большими скоростями (сотни м/с) по всему объему газа. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга, изменяя величину и направление скоростей. Молекулы жидкости колеблются около равновесных положений ( т.к. расположены почти вплотную друг к другу) и сравнительно редко перескакивают из одного равновесного положения в другое. Движение молекул в жидкостях является менее свободным, чем в газах, но более свободным, чем в твердых телах. В твердых телах частицы колеблются около положения равновесия. С ростом температуры скорость частиц увеличивается, поэтому хаотическое движение частиц принято называть тепловым.

• Понятие температуры неприменимо к отдельной молекуле. О температуре можно говорить лишь в том случае, если имеется достаточно большая совокупность частиц.
• Количество атомов и молекул в окружающих нас телах велико. Так, например, в 1 см воды содержится ~ 3 * 10 молекул.
• Каждая из молекул участвует в тепловом движении, поэтому с изменением теплового движения изменяется и состояние тела, его свойства.

• Температура тела находится в тесной связи со средней кинетической энергией молекул.

• Чем выше температура тела, тем больше средняя кинетическая энергия его молекул . При понижении температуры тела средняя кинетическая энергия его молекул уменьшается.

• Известно, что существует 2 вида механической энергии: кинетическая энергия и потенциальная энергия.

• Кинетическая энергия – это энергия, которой обладают все движущиеся тела. Кинетическая энергия зависит от массы и скорости тела.
• Потенциальная энергия – это энергия, которой тела обладают вследствие взаимодействия с другими телами. Потенциальная энергия определяется взаимным расположением взаимодействующих тел тли отдельных его частей.

• Кинетическая и потенциальная энергия – это два вида механической энергии, они могут превращаться друг в друга.

кинетическая энергия увеличивается. Высота подъема уменьшается = потенциальная энергия уменьшается. Происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую. Когда шар ударится о плиту и остановится: Механическая энергия превратилась в другую форму энергии. Кинетическая и потенциальная энергия относительно плиты равны нулю." width="640"

Свинцовый шар, лежащий на свинцовой плите, поднимем и опустим.

• При падении :

• Скорость шара увеличивается = кинетическая энергия увеличивается.
• Высота подъема уменьшается = потенциальная энергия уменьшается.

Происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую.

• Когда шар ударится о плиту и остановится:

Механическая энергия превратилась в

другую форму энергии.

Кинетическая и потенциальная энергия

относительно плиты равны нулю.

изменилось взаимное расположение молекул свинца = изменилась потенциальная энергия молекул свинца Шар и плита после удара нагрелись = изменилась скорость молекул свинца = изменилась кинетическая энергия молекул свинца." width="640"

• Шар и плита после удара деформировались = изменилось взаимное расположение молекул свинца = изменилась потенциальная энергия молекул свинца
• Шар и плита после удара нагрелись = изменилась скорость молекул свинца = изменилась кинетическая энергия молекул свинца.

Следовательно, механическая энергия,

которой обладал шар в начале опыта, перешла

в энергию молекул.

• Все тела состоят из молекул, которые непрерывно движутся и взаимодействуют друг с другом.
• Они обладают одновременно кинетической и потенциальной энергией.
• Эти энергии и составляют внутреннюю энергию тела.

• Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

• Внутренняя энергия характеризует тепловое состояние тела.

• Внутренняя энергия зависит от температуры и агрегатного состояния вещества ( взаимного расположения молекул).
• Внутренняя энергия не зависит ни от механического движения тела, ни от положения тела относительно других тел.
• Внутренняя энергия не может быть равной нулю и достаточно велика, так как в теле содержится огромное число молекул.

• Если взять обыкновенную спичку, то в ней содержится такое значение внутренней энергии, что хватило чтобы земной шар расколоть пополам.
• Или, например, при понижении температуры земного шара всего на один градус выделилась бы энергия, примерно в миллиард раз превосходящая вырабатываемую ежегодно всеми электростанциями мира.

Внутреннюю энергию тела можно изменять.

Сделайте около 50 интенсивных ударов молотком по

железному предмету. Проверьте на ощупь изменение

температуры металла и молотка. Объясните явление.

Положите монету на кусок деревянной доски

и энергично потрите ее, прижимая к поверхности,

в течение нескольких минут. Руками проверьте,

как изменилась температура монеты.

Объясните результат.

Возьмите резиновую ленту, связанную кольцом,

приложите ленту ко лбу и запомните ее температуру.

Удерживая резину пальцами руки, несколько

раз энергично растяните и в растянутом виде

снова прижмите ко лбу. Сделайте вывод о температуре

и причинах, вызвавших изменение.

Вывод: При совершении работы над телом

его внутренняя энергия увеличивается.

• Если кусок алюминиевой проволоки расклепать на наковальне или быстро изгибать в одном и том же месте то в одну, то в другую сторону, то это место сильно нагревается. Объясните явление.
• Измерьте домашним термометром температуру воды,

налитой в банку или бутылку. Плотно закройте сосуд

и 10–15 мин интенсивно встряхивайте его,

после чего вновь измерьте температуру.

Чтобы исключить передачу тепла от рук,

наденьте варежки или заверните сосуд в полотенце.

Какой способ изменения внутренней энергии вы

использовали? Поясните.

• Молоток нагревается и когда им бьют по наковальне.

Вывод: При совершении работы над телом его внутренняя энергия увеличивается.

• Возьмите новый целый полиэтиленовый пакет. Ополосните пакет внутри горячей водой так, чтобы остались капли. Герметично привяжите его к наконечнику велосипедного насоса или большой резиновой груши. Энергично накачайте воздух в пакет, чтобы он лопнул. В воздухе появится туман. Объясните наблюдаемое явление.

Вывод: Если работа совершается над телом , его внутренняя энергия увеличивается . Если работу совершает само тело , его внутренняя энергия уменьшается.

" ВОЗДУШНОЕ ОГНИВО"

• Если положить в цилиндр с поршнем кусочек ваты и резко опустить ( вдвинуть) поршень, то вата воспламенится ! Над воздухом внутри поршня совершается работа - уменьшается его объем.

Это приводит к увеличению внутренней энергии воздуха и его температура возрастает, что и приводит к возгоранию ваты.

• Внутреннюю энергию тел можно изменить путем теплопередачи.
• Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом называется теплопередачей.

Вопросы для закрепления:

• Какие тепловые явления Вы знаете?
• Что характеризует температура?
• Как связана температура со скоростью движения его молекул?
• Чем отличается движение молекул в газах, жидкостях и твердых телах?
• Какую энергию называют внутренней энергией тела?
• От чего зависит внутренняя энергия тела?
• От чего не зависит внутренняя энергия тела?
• Назовите способы изменения внутренней энергии.

Домашнее задание:

• && 1-3;
• вопросы на стр.7
• вопросы 5-6 стр. 10
• Дополнительно: вопросы 1-4 с.10
• задание 1 с.10, вопросы 1,2 с.7