Презентация по физике на тему "Способы изменения внутренней энергии" (8 класс)

• 1 слайд

  § 02. Способы изменения внутренней энергии
  

• 2 слайд

  Чтобы изменить механическую
  энергию тела, надо изменить скорость его движения, взаимодействие с
  другими телами или взаимодействие частей тела.
  Хорошо известно, что это достигается совершением работы
  Как можно изменить (увеличить или уменьшить) внутреннюю энергию тела? Рассуждаем логически. Внутренняя энергия определяется как сумма кинетической и потенциальной энергий частиц. Значит, нужно изменить либо скорость движения частиц, либо их взаимодействие (изменить расстояния между ними). Очевидно, можно изменить и скорость, и расстояния между частицами одновременно. Изменить скорость частиц тела можно, увеличив или уменьшив его температуру. Действительно, наблюдения за диффузией показывают, что быстрота ее протекания увеличивается при нагревании. Значит, увеличивается средняя скорость движения частиц, а следовательно, их средняя кинетическая энергия. Отсюда следует важный вывод:
  Температура является мерой средней кинетической энергии частиц
  

• 3 слайд

  Как изменить кинетическую
  энергию частиц тела?
  
  Существуют два способа.
  Рассмотрим их на опытах.
  Будем натирать колбу с воздухом полоской сукна. Через некоторое время уровень жидкости в правом колене манометра опустится, т. е. давление воздуха в колбе увеличится. Это говорит о нагревании воздуха. Значит, увеличилась скорость движения и кинетическая энергия его молекул, а следовательно, и внутренняя энергия.
  Но за счет чего? Очевидно, за счет совершения механической работы при трении сукна о колбу.
  Нагрелась колба, а от нее ‒ газ
  

• 4 слайд

  Проведем еще один опыт.
  В толстостенный стеклянный сосуд нальем немного воды (чайную ложку) для увлажнения воздуха в нем. Насосом будем накачивать в сосуд воздух. Через несколько качков пробка вылетит, а в сосуде образуется туман. Из наблюдений за окружающей средой мы знаем, что туман появляется тогда, когда после теплого дня наступает холодная ночь. Образование тумана в сосуде свидетельствует об охлаждении воздуха, т. е. об уменьшении его внутренней энергии.
  Но почему уменьшилась энергия? Потому что за ее счет совершена
  работа по выталкиванию пробки из сосуда
  

• 5 слайд

  Сравним результаты опытов.
  
  В обоих случаях изменилась внутренняя энергия газа, но в первом опыте она увеличилась, так как работа совершалась внешней силой (над колбой с газом), а
  во втором ‒ уменьшилась, ибо работу совершала сила давления самого газа.
  
  А можно ли, совершая работу, изменить потенциальную энергию взаимодействия молекул?
  
  Опять обратимся к опыту.
  
  Два куска льда при 0 ℃ будем тереть друг о друга. Лед превращается в воду, при этом температура воды и льда остается постоянной, равной 0 ℃.
  На что тратится механическая работа силы трения?
  Конечно же, на изменение внутренней энергии!
  Но кинетическая энергия молекул не изменилась, так как температура не изменилась. Лед превратился в воду. При этом изменились силы взаимодействия молекул 𝐻 2 𝑂 (лед и вода состоят из одинаковых молекул), а следовательно, изменилась их потенциальная энергия
  

• 6 слайд

  Совершение механической работы ‒
  один из способов изменения внутренней энергии тела
  

• 7 слайд

  А есть ли возможность
  изменить внутреннюю энергию тела, не совершая механическую работу?
  
  Да, есть. Нагреть воздух в колбе, расплавить лед можно с помощью спиртовки, передав и воздуху, и льду теплоту. В обоих случаях внутренняя энергия увеличивается
  

• 8 слайд

  Процесс изменения внутренней энергии тела, происходящий без совершения работы, называется теплопередачей (теплообменом)
  При охлаждении тел (если колбы со льдом и воздухом поместить в морозильник) их внутренняя энергия уменьшается. Теплота от тел передается окружающей среде
  
  
  Таким образом, совершение механической работы и теплопередача ‒ два способа изменения внутренней энергии тела
  

• 9 слайд

  Величину, равную изменению внутренней энергии при теплопередаче, называют количеством теплоты
  (обозначается 𝑄)
  Единицей количества теплоты, как работы и энергии, в СИ
  является 1 джоуль
  𝑄 =1 Дж
  

• 10 слайд

  
  
  
  
  
  Физики XVIII в. и первой половины XIX в. рассматривали
  теплоту не как изменение энергии, а как особое вещество ‒ теплород ‒ жидкость (флюид), которая может перетекать от одного тела к другому. Если тело нагревалось, то считалось, что в него вливался теплород, а если охлаждалось ‒ то выливался.
  При нагревании тела расширяются. Это объяснялось тем, что теплород имеет объем. Но если теплород ‒ вещество, то тела при нагревании должны увеличивать свою массу.
  Однако взвешивания показывали, что масса тела не менялась. Поэтому теплород считали невесомым. Теорию теплорода поддерживали многие ученые, в том числе и такой гениальный ученый, как Г. Галилей. Позже Дж. Джоуль на основании проведенных им опытов пришел к выводу, что теплород не существует и что теплота есть мера изменения кинетической и потенциальной энергий движущихся частиц тела
  Для любознательных
  

• 11 слайд

  В дальнейшем выражение «сообщить телу количество теплоты» мы будем понимать как «изменить внутреннюю энергию тела без совершения механической работы, т. е. путем теплообмена».
  А выражение «нагреть тело» будем понимать как «повысить его температуру» любым из двух способов
  

• 12 слайд

  Главные выводы
  
  1. Внутреннюю энергию тела можно изменить путем совершения механической работы или теплопередачи (теплообмена).
  2. Изменение внутренней энергии при нагревании или охлаждении тела при постоянном объеме связано с изменением средней кинетической энергии его частиц.
  3. Изменение внутренней энергии тела при неизменной температуре связано с изменением потенциальной энергии его частиц
  
  

• 13 слайд

  Контрольные вопросы
  
  1. Какими способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
  2. Как изменяется внутренняя энергия тела, если его:
  а) нагревать; б) охлаждать?
  3. Можно ли изменить внутреннюю энергию тела, не изменяя его температуру? Приведите примеры.
  4. Какое явление называется теплопередачей (теплообменом)?
  5. Что такое количество теплоты и в чем оно измеряется?
  
  

• 14 слайд

  Домашнее задание
  
  Возьмите кусок алюминиевой проволоки и быстро согните ее несколько раз. После этого коснитесь пальцем места сгиба. Объясните, как и почему изменилась внутренняя энергия проволоки
  
  
  

• 15 слайд

  Упражнение 2
  
  1. Как и каким способом изменяется внутренняя энергия:
  а) сверла при сверлении отверстия в бетонной стене; б) пакета молока, помещенного в холодильник?
  2. Если тело нагрелось, то его внутренняя энергия увеличилась. Верно ли будет обратное утверждение: если внутренняя энергия тела увеличилась, то оно нагрелось? Приведите примеры, подтверждающие ответ.
  3. Один металлический цилиндр натерли куском сукна, совершив работу 𝐴 1 =1 Дж, а другой такой же цилиндр подняли вверх, совершив работу
  𝐴 2 =1 Дж. Одинаково ли изменилась их внутренняя энергия? Почему?
  4. График зависимости температуры наружного воздуха от времени суток представлен на рисунке. В какие промежутки времени внутренняя энергия забытых на улице коньков изменялась наиболее сильно?
  
  
  
  
  
  
  
  5. Изменилась ли внутренняя энергия эспандера, когда его растянули?
  

• 16 слайд

  Дополнительный материал
  

• 17 слайд

Краткое описание документа:

Данная презентация создана в дополнение к учебнику: Л.А. Исаченкова, Ю.Д. Лещинский. ФИЗИКА 8. 2017.

Читать учебник физики очень сложно и не всегда интересно. Как же сделать чтобы чтение для ученика стало увлекательным?

Ученик должен находиться в постоянном ожидании ‒ а что будет дальше, а вдруг я узнаю что-то интересное. При реализации этого принципа формируется устойчивое желание читать материал параграфа и как следствие ‒ более глубокое понимание изучаемого.

Можно подготовить презентацию, которая будет вести ребенка маленькими шагами все дальше и дальше. Кроме текста слайды презентации должны содержать картинки, gif и флэш- анимацию, видеофрагменты. Ничего этого в учебнике, конечно же, нет.

Нетрудно убедиться, что использование таких презентаций в 7-8 классах даёт ребёнку гораздо больше, чем простая работа с учебником. Теперь чтение параграфа для него не является тяжёлым занятием, напротив, все происходит непринужденно и легко, материал усваивается прочнее