Урок 3.3. «Способы изменения внутренней энергии»
Цель урока:
Выяснить условия, при которых внутренняя энергия изменяется;
Дать понятие теплопередачи.
Оборудование: сосуды, спиртовка, эфир, насос, металлическая проволока, мультимедийный проектор, презентация.
Ход урока
Организационный момент.
Повторение изученного материала (фронтальный опрос). Слайд 3-4
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.
Слайд 5.
Опыт .
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.
Слайд 6.
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.
Слайд 7.
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.
Опыт.
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.
Слайд 9. 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
Слайд 10-15. Проверочный тест.
При повышении температуры скорость движения молекул…
А) уменьшается;
Б) увеличивается;
В) остается не изменой.
К тепловым явлениям относятся:
А) плавление металлов;
Б) движение автомобиля;
В) таяние снега;
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
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.
Домашнее задание. Параграф 3 выучить, ответить на вопросы в конце параграфа.
