Работа. Внутр. Ен

35 10 класс
Тема: Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Количество теплоты. Теплоемкость.
Цель урока: повторить понятие внутренней энергии и способы ее изменения, вывести формулу для определения внутренней энергии идеального газа, рассмотреть изменение внутренней энергии во всех изопроцессах происходящих в идеальном газе.
Оборудование: проектор, презентация «Способы изменения внутренней энергии»
Основное содержание урока:
Орг. момент

Проверка домашнего задания
- изотермический газовый процесс
- изобарный газовый процесс
- изохорный газовый процесс

Повторение материала 8 класса по теме «Внутренняя энергия и способы ее изменения»
Суммарную энергию движения и взаимодействия всех частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией тела.
Способы изменения внутренней энергии.
ВЫВОД: внутреннюю энергию тела можно изменить, совершая над телом работу.
Если работу совершаем мы над телом, то внутренняя энергия увеличивается, а если работу совершает само тело, то внутренняя энергия уменьшается.
ВЫВОД: внутреннюю энергию можно изменить путем совершения над ним работы.
Можно изменить внутреннюю энергию не совершая над ним работы.
ВЫВОД: внутреннюю энергию тела можно изменить путем теплопередачи.
Та энергия, которую тело отдает или получает в результате теплообмена, называют количеством теплоты.
Обозначается Q, измеряется в джоулях как и работа.
Теплопередача может осуществляться тремя способами:
- теплопроводностью
- конвекцией
- излучением.
А) Теплопроводность
Теплопроводность – это вид теплообмена, при котором происходит непосредственная передача энергии, от частиц более нагретой части тела к частицам менее нагретой части тела.

Вывод: наибольшей теплопроводностью обладают металлы, особенно серебро и медь. У жидкостей теплопроводность невелика, а у газов она еще меньше, так как молекулы их находятся далеко друг от друга и передача энергии от одной частицы к другой затруднена.
Б) Конвекция
Конвекция – это теплообмен в жидкостях и газообразных средах, осуществляемых потоками вещества.
Вывод: жидкости и газы следует нагревать снизу, так как передача тепла происходит снизу вверх.
В) Лучистый теплообмен
Лучистый теплообмен – это теплообмен, при котором энергия переносится различными лучами. Это могут быть солнечные лучи, а так же лучи, испускаемые нагретыми телами, находящимися вокруг нас.






Объяснение нового материала
-Внутренняя энергия
Любое тело (газ, жидкость или твердое) обладает энергией, даже если [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] самого тела нулевые. То есть тело не имеет скорости и находится на Земле. Эта энергия называется внутренней, обусловлена она движением и взаимодействием частиц, из которых состоит тело.
Внутренняя энергия состоит из кинетической и потенциальной энергии частиц поступательного и колебательного движений, из энергии электронных оболочек атомов, из внутриядерной энергии и энергии электромагнитного излучения.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Внутренняя энергия зависит от температуры. Если изменяется температура, значит, изменяется внутренняя энергия.
-Количество теплоты
Это энергия, которую получает или отдает система в процессе теплообмена. Обозначается символом Q, измеряется, как любая энергия, в Джоулях.
В результате различных процессов теплообмена энергия, которая передается, определяется по-своему.
Нагревание и охлаждение
Этот процесс характеризуется изменением [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] системы. Количество теплоты определяется по формуле
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Удельная теплоемкость вещества с измеряется количеством теплоты, которое необходимо для нагревания единицы массы данного вещества на 1К. Для нагревания 1кг стекла или 1кг воды требуется различное количество энергии. Удельная теплоемкость - известная, уже вычисленная для всех веществ величина, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в физических таблицах.
Теплоемкость вещества С - это количество теплоты, которое необходимо для нагревания тела без учета его массы на 1К.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Плавление и кристаллизация
Плавление - переход вещества из твердого состояния в жидкое. Обратный переход называется кристаллизацией.
Энергия, которая тратится на разрушение кристаллической решетки вещества, определяется по формуле
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Удельная теплота плавления известная для каждого вещества величина, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в физических таблицах.
Парообразование (испарение или кипение) и конденсация
Парообразование - это переход вещества из жидкого (твердого) состояния в газообразное. Обратный процесс называется конденсацией.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Удельная теплота парообразования известная для каждого вещества величина, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в физических таблицах.
Горение
Количество теплоты, которое выделяется при сгорании вещества
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Удельная теплота сгорания известная для каждого вещества величина, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в физических таблицах.
Для [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] системы тел выполняется уравнение теплового баланса. Алгебраическая сумма количеств теплоты, отданных и полученных всеми телами, участвующим в теплообмене, равна нулю:
Q1+Q2+...+Qn=0
-Работа
В термодинамике [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]- это взаимодействие системы с внешними объектами, в результате чего изменяются [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рассмотрим цилиндр с [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], который находится под подвижным поршнем. Пусть внешняя сила, действующая на поршень, перемещает его из состояния 1 в состояние 2
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] равна [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. Со стороны газа на поршень действуют сила, равная произведению [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] на поршень и площадь сечения поршня [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]. Подставив вторую формулу в первую, получим [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Знак "-" в формуле означает, что при уменьшении объема (как в нашем примере, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]) работа внешних сил положительная. И наоборот, когда газ расширяется, работа внешней силы, удерживающей поршень, отрицательная.
Графическое определение работы
Строим график процесса p(V). Определяем на графике точки, которые соответствуют состоянию системы в 1 и 2 состояниях. Площадь фигуры под графиком - есть термодинамическая работа самой системы. Внешняя работа над системой равна работе системы, но с противоположным знаком [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Работа термодинамической системы при изобарном процессе
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Работа термодинамической системы при изотермическом процессе
При изохорном процессе объем не изменяется, работа равна нулю A=0.
Закрепление






















№1. На рисунке приведен график зависимости температуры твердого тела от отданного им количества теплоты.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Масса тела 4 кг. Какова удельная теплоемкость вещества этого тела?
1) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж

№3. При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает работу
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж

№4. При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает работу
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж

Домашнее задание §72-74, упр. №4
Подведение итогов урока















Урок № 18 17.01.2014 10 класс (эл. курс)
Тема: Решение задач на определение работы и внутренней энергии идеального газа при изопроцессах.
Цель урока: рассмотреть изменение внутренней энергии во всех изопроцессах происходящих в идеальном газе, работа графиками изопроцессов.
Основное содержание урока:
Орг. момент

Повторение:
- Внутренняя энергия
- Способы изменения внутренней энергии:
- совершение работы
- теплообмен

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Решение задач:
№1. На рисунке приведен график зависимости температуры твердого тела от отданного им количества теплоты.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Масса тела 4 кг. Какова удельная теплоемкость вещества этого тела?
1) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] 2) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  3) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  4) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

№2. При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает работу
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж


№3. При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает работу
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж

№4. При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает работу
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж

A 9 № 905. Зависимость температуры 0,2 кг первоначально газообразного вещества от количества выделенной им теплоты представлена на рисунке.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Какова удельная теплота парообразования этого вещества? Рассматриваемый процесс идет при постоянном давлении.
1) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  2) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  3) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  4) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

A 9 № 922. Твердое вещество нагревалось в сосуде. В таблице приведены результаты измерений его температуры с течением времени.
Время, мин.
0
5
10
15
20
25
30
35

 Температура, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] 
25
55
85
115
115
115
125
135

Через 22 минуты после начала измерений в сосуде находилось вещество
1) только в твердом состоянии 2) только в жидком состоянии 3) и в жидком, и в твердом состоянии 4) и в жидком, и в газообразном состоянии

A 9 № 923. Твердое вещество медленно нагревалось в сосуде. В таблице приведены результаты измерений его температуры с течением времени.
Время, мин.
0
5
10
15
20
25
30
35

 Температура, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] 
25
55
85
115
115
115
125
135

Через 34 минуты после начала измерений в сосуде находилось вещество
1) только в твердом состоянии 2) только в жидком состоянии 3) и в жидком, и в твердом состоянии 4) и в жидком, и в газообразном состоянии




A 9 № 1037. На рисунке показан график зависимости температуры Т вещества от времени t.
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует началу процесса плавления вещества?
1) 5 2) 2 3) 3 4) 6

A 9 № 1226. На рисунке представлен график зависимости температуры Т воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью Р.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
В момент времени [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоту кристаллизации воды по результатам этого опыта?
1) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  2) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  3) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  4) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]



A 9 № 3329.  Четыре металлических бруска положили вплотную друг к Другу, как показано на рисунке. Стрелки указывают направление теплопередачи от бруска к бруску. Температуры брусков в данный момент 100 °С, 80 °С, 60 °С, 40 °С. Температуру 60 °С имеет брусок
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) A 2) B 3) C 4) D

A 9 № 3403.  На рисунке изображено четыре бруска. Стрелки показывают направление теплопередачи от одного бруска к другому. Самую высокую температуру имеет брусок
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 1 2) 2 3) 3 4) 4



A 10 № 1032. При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает работу
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) 2 кДж 2) 4 кДж 3) 6 кДж 4) 8 кДж

A 10 № 1108. На рисунке показано, как менялось давление идеального газа в зависимости от его объема при переходе из состояния 1 в состояние 2, а затем в состояние 3.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Каково отношение работ газа [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] на этих двух отрезках PV-диаграммы?

1) 6 2) 2 3) 3 4) 4

A 10 № 1204. Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3?
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

1) 10 кДж 2) 20 кДж 3) 30 кДж 4) 40 кДж

A 10 № 1230. На рисунке представлен график зависимости температуры Т воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью P.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
В момент времени [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость жидкой воды по результатам этого опыта?
1) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  2) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  3) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  4) [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]



A 10 № 4488.  На рисунке представлен график цикла, проведённого с одноатомным идеальным газом. На каком из участков внутренняя энергия газа уменьшалась? Количество вещества газа постоянно.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) DA 2) АВ 3) CD 4) ВС

A 10 № 4733.  На рисунке приведён цикл, осуществляемый с идеальным газом. Работа не совершается на участке
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) AB 2) BC 3) CD 4) DA

A 10 № 4873.  На рисунке приведён цикл, осуществляемый с идеальным газом. Работа не совершается на участке
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1) AB 2) BC 3) CD 4) DA

Домашнее задание §75-77, повторить
Подведение итогов урока


Заголовок 2HYPER15Основной шрифт абзаца

Приложенные файлы

Добавить комментарий