План-конспект урока по физике. Тема: Внутренняя энергия

Related posts:

1. Первый закон термодинамики 1. Внутренняя энергия газа Из курса физики основной школы вы знаете, что сумму кинетической энергии хаотического движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия называют внутренней энергией. Внутренняя энергия U данной массы одноатомного идеального газа равна произведению средней кинетической энергии одной молекулы на число молекул N: U = N. ? 1. Объясните, почему внутренняя энергия U ... Читать далее...
2. Применение первого закона термодинамики к газовым процессам 1. Изопроцессы и адиабатный процесс Напомним, что согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, переданное газу, связано с изменением внутренней энергии газа ∆U и работой газа Aг соотношением Q = ∆U + Aг. (1) Часто требуется применять первый закон термодинамики к газовым процессам, представляющим собой последовательность изопроцессов (иногда добавляется еще адиабатный процесс). Рассмотрим, как находить ... Читать далее...
3. Газовые процессы 1. Изобарный процесс (при постоянном давлении) Экспериментальное изучение газов начнем с процессов, в которых один из трех макропараметров данной массы газа (давление p, объем V или температура T) не изменяется. Такие процессы называют изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный). Рассмотрим сначала процесс, который происходит при постоянном давлении. Его называют изобарным. (От греческого слова «изос» ... Читать далее...
4. Абсолютная температура и средняя кинетическая энергия молекул 1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Если потенциальной энергией взаимодействия молекул в газе можно пренебречь по сравнению с кинетической энергией их хаотического движения, то можно считать, что вся внутренняя энергия газа — это сумма кинетических энергий его молекул. Такую упрощенную модель реального газа называют идеальным газом. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа объясняет свойства газов, рассмотренные ... Читать далее...
5. Внутренняя энергия Из курса физики VII класса известно, что любое макроскопическое тело обладает внутренней энергией. Понятие внутренней энергии макроскопических тел играет важнейшую роль при исследовании тепловых явлений. Это обусловлено существованием фундаментального закона природы — Закона сохранения энергии. Открытие закона сохранения энергии стало возможным после того, как было доказано, что наряду с механической энергией микроскопические тело обладают еще ... Читать далее...
6. Уравнение состояния идеального газа 1. Закон Авогадро Из уравнения Клапейрона (см. предыдущий параграф) следует, что в процессах, происходящих с данной массой газа, произведение давления газа p на его объем V, деленное на абсолютную температуру T газа, постоянно: (pV)/T = const. Однако если масса газа в процессе изменилось, то значение выражения (pV)/T тоже изменится! Это очень легко проверить. Поставим опыт ... Читать далее...
7. Закон сохранения энергии в механике 1. Когда механическая энергия сохраняется? Из курса физики основной школы вы уже знаете, что Сумму кинетической и потенциальной энергий называют полной механической энергией. Докажем, что Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих посредством сил упругости и тяготения, сохраняется, то есть ее изменение равно нулю: ∆(Ek + Ep) = 0. (1) Это утверждение называют законом сохранения ... Читать далее...
8. Применение уравнения теплового баланса 1. Первый закон термодинамики и уравнение теплового баланса До сих пор мы рассматривали первый закон термодинамики применительно к газам. Отличительной особенностью газа является то, что его объем может значительно изменяться. Поэтому согласно первому закону термодинамики переданное газу количество теплоты Q равно сумме совершенной газом работы и изменения его внутренней энергии: Q = ∆U + Aг. ... Читать далее...
9. Кинетическая энергия Из первых параграфов этой главы следует, что если суммарная работа сил, действующих на тело, положительна, то скорость тела относительно инерциальной системы отсчета увеличивается. Напротив, если эта работа отрицательна, то скорость тела уменьшается. Таким образом, изменение скорости движения тела и работа, совершенная над этим телом, связаны. Найдем эту связь. Пусть на гладкой горизонтальной плоскости в точке ... Читать далее...
10. Тепловые двигатели. Второй закон термодинамики 1. Принцип действия и основные элементы теплового двигателя В курсе физики основной школы вы уже познакомились с различными видами тепловых двигателей и их устройством. Тепловые двигатели сыграли большую роль в истории человечества и сохраняют огромное значение сегодня. Они движут автомобили, вращают турбины тепловых электростанций, разгоняют космические корабли. Принцип действия теплового двигателя Тепловые двигатели названы так ... Читать далее...
11. Внутренняя энергия В механике различают два вида энергии: кинетическую и потенциальную. Но когда говорят об этих видах энергии, то обычно приводят примеры крупных, заметных глазу тел: движущегося поезда, летящего футбольного мяча, поднятого камня. Привыкнув связывать представление об энергии с подобными примерами, довольно трудно бывает перейти к явлениям в мире микрочастиц. Однако движение происходит и во внутреннем мире ... Читать далее...
12. Механическая энергия системы тел. Закон сохранения механической энергии Мы изучали различные виды энергии, которыми обладают тела или системы тел. При этом было установлено, что кинетическая энергия определяется движением тел и их массой и зависит от механических параметров системы (масс тел и их скоростей). Потенциальная энергия системы тел определяется их взаимодействием и также зависит от механических параметров (взаимного положения, т. е. координат тел системы, ... Читать далее...
13. Первый закон термодинамики Закон сохранения энергии. К середине XIX в. многочисленные опыты ученых доказали, что механическая энергия никогда не пропадает бесследно. Опускаются гири, вращающие лопасти в сосуде с ртутью, и температура ртути повышается на строго определенное число градусов. Падает молот на кусок свинца, и свинец нагревается тоже вполне определенным образом. На основании множества подобных наблюдений и обобщения опытных ... Читать далее...
14. Применение первого закона термодинамики к различным процессам С помощью первого закона термодинамики можно делать важные заключения о характере протекающих процессов. Рассмотрим различные процессы, при которых одна из физических величин остается неизменной (изопроцессы). Пусть система представляет собой идеальный газ. Это самый простой случай. Изохорный процесс. При изохорном процессе объем не меняется и поэтому работа газа равна нулю. Изменение энергии согласно уравнению (4.11) равно ... Читать далее...
15. Работа в термодинамике Работа в механике и термодинамике. В механике работа определяется как произведение модулей силы и перемещения, умноженное на косинус угла между ними. Работа совершается при действии силы на движущееся тело и равна изменению кинетической энергии тела. В термодинамике движение тела как целого не рассматривается и речь идет о перемещении частей макроскопического тела друг относительно друга. В ... Читать далее...
16. Решение задач по термодинамике Цель урока: продолжить формирование умения выполнять термодинамическое описание процессов: вычисление работы, количества теплоты, внутренней энергии и других параметров системы, развивать навыки самостоятельно мыслить, решать задачи разными способами. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения тестового задания Вариант – 1 1. Внутренняя масса реального газа… А) Не зависит ни от температуры, ни от объема. Б) Не ... Читать далее...
17. Кинетическая энергия и механическая работа 1. Кинетическая энергия Пусть на покоящееся вначале тело массой m действуют постоянные силы, равнодействующую которых обозначим (рис. 29.1). Если перемещение тела равно , работа равнодействующей Aрд = Fs. (1) Индекс «рд» подчеркивает, что речь идет о работе равнодействующей всех приложенных к телу сил. Дело в том, что мы будем использовать сейчас второй закон Ньютона, согласно ... Читать далее...
18. Строение вещества 1. Основные положения молекулярно-кинетической теории Напомним известные вам из курса физики основной школы сведения о строении вещества. Атомная гипотеза Мысль о том, что вещество состоит из мельчайших частиц, высказал еще древнегреческий философ Демокрит. Греки придумали и название для этих частиц — атомы. (Атом в переводе с греческого означает «неделимый». Но в 20-и веке ученые смогли ... Читать далее...
19. Задачи и упражнения к главе 4 «Внутренняя энергия» 115. В один стакан налили 100 мл холодной воды, в другой — такое же количество горячей воды. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией? 116. Что происходит с внутренней энергией человека, когда после жара у него восстанавливается нормальная температура? 117. Почему, если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки? 118. При ... Читать далее...
20. Энергия Термин «энергия» был введен в 1807 г. английским ученым Т. Юнгом. В переводе с греческого это слово означает «действие, деятельность». Современная наука немыслима без этого понятия. Оно присутствует во всех разделах физики. Это и электрическая энергия, магнитная энергия, атомная энергия и т. д. Энергия, изучаемая в механике, называется механической. Именно с нее мы и начнем ... Читать далее...
21. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов Вычислим с помощью молекулярно-кинетической теории давление газа. Вывод формулы для давления не очень сложный, но довольно громоздкий. Разобьем его на отдельные этапы. Пусть газ находится в прямоугольном сосуде ABCD, одна из стенок которого представляет собой поршень CD, способный перемешаться без трения (рис. 21). Причем газ и сосуд имеют одинаковые температуры. Вычислим давление газа на поршень ... Читать далее...
22. Система тел. Потенциальная энергия Не только кинетическая энергия определяет величину работы, которую могут совершить тела системы. Действительно, между телами обычно существуют силы взаимодействия. Пусть имеются несколько взаимодействующих друг с другом тел. Будем рассматривать эти тела как нечто целое. В таких случаях говорят, что эти тела образуют систему тел. Все силы, действующие на тела системы, принято разделять на два вида. ... Читать далее...
23. Способы изменения внутренней энергии Внутренняя энергия тела зависит от средней кинетической энергии его молекул, а эта энергия, в свою очередь, зависит от температуры. Поэтому, изменяя температуру тела, мы изменяем и его внутреннюю энергию. При нагревании тела его внутренняя энергия увеличивается, при охлаждении уменьшается. Проделаем опыт. Укрепим на подставке тонкостенную латунную трубку. Нальем в нее немного эфира и плотно закроем ... Читать далее...
24. Внутренняя энергия Мы знаем, что существуют два вида механической энергии: кинетическая и потенциальная. Кинетической энергией тела обладают вследствие своего движения, потенциальной — вследствие своего взаимодействия с другими телами. Изучая механические явления, мы узнали, что кинетическая и потенциальная энергии могут превращаться друг в друга. Примеры такого превращения можно найти в § 15 и 18. Рассмотрим еще один пример. ... Читать далее...
25. Работа, энергия, мощность Работа и энергия Если некоторая сила F будет действовать на тело на всем протяжении пути S, то мы сможем вычислить работу A, которую совершает данная сила. Работу можно найти, если силу F умножить на пройденное расстояние S: A = F * S. Единицей измерения работы является джоуль (Дж). Работа по подъему груза → Потенциальная энергия ... Читать далее...
26. Потенциальная энергия 1. Определение потенциальной энергии В предыдущем параграфе мы говорили о работе, которую может совершить тело за счет уменьшения своей скорости, а теперь нас будет интересовать работа, которую может совершить тело или система тел вследствие изменения положения тел. Рассмотрим примеры. Работа поднятого груза. Когда подвешенный на тросе груз равномерно движется вниз, он действует на трос силой, ... Читать далее...
27. Применение уравнения состояния идеального газа к различным процессам С помощью уравнения состояния идеального газа можно исследовать процессы, в которых масса и один из трех параметров — P, V или T — остаются неизменными. Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют Газовыми законами. Процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, называют Изопроцессами. (От греческого слова «изос» — равный.) ... Читать далее...
28. Расчет изменения внутренней энергии Мы знаем, что внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами — путем совершения работы и путем теплообмена. При осуществлении первого из этих способов внутренняя энергия тела изменяется на величину совершенной работы А, а при осуществлении второго из них — на величину, равную количеству переданной теплоты Q. Обозначим начальную внутреннюю энергию тела через U1, а конечную ... Читать далее...
29. План-конспект урока по физике. Тема: Первый закон термодинамики Цель урока: сформулировать закон сохранения энергии, распространенный на тепловые явления, привести данные об истории открытия закона, развивать умение решения задач с использованием закона сохранения энергии для тепловых процессов. Ход урока Проверка домашнего задания методом выполнения самостоятельной работы Вариант – 1 1. Что называют внутренней энергией тела? 2. Формула для вычисления работы газа. 3. Внутренняя энергия ... Читать далее...
30. План-конспект урока по физике. Тема: Работа в термодинамике Цель урока: вывести формулу для определения работы расширяющегося газа при постоянном давлении, познакомить учащихся с геометрической интерпретацией работы для изобарного процесса и в случае, когда Р‡соnst Ход урока Проверка домашнего задания методом фронтального опроса 1. Что изучает термодинамика? 2. Что называется внутренней энергией? Может ли тело обладать внутренней энергией, но не иметь механической энергии? Может ... Читать далее...
31. План-конспект урока по физике. Тема: Производство и использование электрической энергии Цель урока: углубить и систематизировать знания учащихся о ведущей роли электроэнергетики в хозяйстве страны. Ход урока Материал темы учащиеся готовят самостоятельно, работая с учебником и плакатами. Класс поделен на 3 группы (по рядам). Каждая группа должна ответить на вопросы. 1. 1-ая группа готовит материал о производстве электроэнергии на тепловых и атомных электростанциях. Вопросы, на которые ... Читать далее...
32. Закон сохранения энергии В общем случае тело обладает одновременно как кинетической, так и потенциальной энергией. Их сумму называют Полной механической энергией: E = Eк + Eп (15.1) Это понятие было введено в 1847 г. 26-летним немецким ученым Г. Гельмгольцем. Что происходит с полной механической энергией по мере движения тела? Чтобы выяснить это, рассмотрим простое явление. Бросим вертикально вверх ... Читать далее...
33. Контрольная работа по теме: Основы термодинамики Цель урока: проконтролировать знания и умения учащихся, приобретенные ими при изучении данной темы. Ход урока Организационный момент. Выполнение контрольной работы. Вариант – 1 (уровень – 1) 1. При передаче газу количества теплоты 2·104 Дж он совершил работу равную 5·104 Дж. Вычислить на сколько изменилась внутренняя энергия газа. Что при этом произошло с газом? (Нагрелся или ... Читать далее...
34. Применение уравнения состояния идеального газа 1. Учет гидростатического давления Сжатие воздуха в сосуде, погруженном в воду Рассмотрим следующую ситуацию. Пустую открытую стеклянную бутылку опускают в воду на глубину h. ? 1. Объясните, почему при погружении бутылки дном вниз воздух из нее выходит пузырьками и бутылка наполняется водой (рис. 46.1). ? 2. Почему при этом бутылка сразу тонет? ? 3. Объясните, ... Читать далее...
35. Идеальный газ в молекулярно-кинетической теории Идеальный газ. Идеальный газ с точки зрения молекулярно-кинетической теории простейшая физическая модель реального газа. Под моделью в физике понимают не увеличенную или уменьшенную копию реального объекта. Физическая модель — это создаваемая учеными общая картина реальной системы или явления, которая отражает наиболее существенные, наиболее характерные свойства системы. В физической модели газа принимаются во внимание лишь те ... Читать далее...
36. Повторно – обобщающий урок по теме: «Законы сохранения в механике» Цель урока: повторение изученного материала, проверка знаний по основным вопросам темы, совершенствование навыков решения задач различных видов. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования. Вариант – 1 1. Каков импульс тела, если известно, что тело движется со скоростью V? а масса тела m. A) mV̄²/2 ; Б) mV²/2 ; B) mV ; Г) mV/2 ; ... Читать далее...
37. Уравнение состояния идеального газа Уравнение состояния. Мы детально рассмотрели поведение идеального газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории. Была определена зависимость давления газа от концентрации его молекул и температуры (формула 2.10). На основе этой зависимости можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра P, V и T, характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального ... Читать далее...
38. Давление газа Мы знаем, что газы в отличие от твердых тел и жидкостей заполняют весь сосуд, в котором они находятся (например, стальной баллон для хранения газов, камеру автомобильной шины и т. д.). При этом газ оказывает давление на стенки, дно и крышку баллона или камеры, в которых он находится. Чем обусловлено это давление? Молекулы газа беспорядочно движутся. ... Читать далее...
39. План-конспект урока по физике по теме: Работа силы тяжести и силы упругости. Потенциальная энергия Цель урока: расширить представление о потенциальной энергии тел как энергии взаимодействия нескольких тел обосновать произвольность выбора нулевого уровня состояния системы, научить учащихся пользоваться математическим выражением потенциальной энергии при решении задач различных типов. Ход урока Проверка домашнего задания методом фронтального опроса 1. Что называется энергией тела? 2. От чего зависит механическая энергия системы тел? 3. В ... Читать далее...
40. Примеры решения задач и упражнения к главе «Основы молекулярно-кинетической теории» При решении большей части задач первой главы нужно уметь определить молярные массы веществ. Для этого по известным из таблицы Менделеева относительным атомным массам надо определить относительную молекулярную массу, а затем и молярную массу по формуле M = 10-3 Mr, кг/моль, где M — молярная масса; Mr — относительная молекулярная масса. Во многих задачах требуется по ... Читать далее...