Презентация по физике "Внутренняя энергия"

• 1 слайд

  Внутренняя
  энергия
  ФИЗИКА
  10 класс
  

• 2 слайд

  Цели:
  Ввести понятие внутренней энергии тела как суммы кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия;
  Познакомиться с двумя способами изменения внутренней энергии.
  

• 3 слайд

  План:
  Молекулярно –кинетическая трактовка понятия внутренней энергии тела.
  Вывод формулы внутренней энергии идеального газа.
  Способы изменения внутренней энергии системы: теплообмен и совершение работы.
  

• 4 слайд

  Термодинамика –
  раздел физики,
  изучающий
  общие свойства
  макроскопических
  систем,
  находящихся в
  состоянии
  термодинамического
  равновесия
  процессы перехода
  между этими
  состояниями.
  и
  

• 5 слайд

  Элементы
  термодинамики
  
  Термодинамическая система 
  
  Термодинамические
  параметры 
  
  Термодинамическое
  равновесие 
  
  Внутренняя
  энергия системы 
  

• 6 слайд

  Термодинамическая система
  - совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами (внешней средой)
  

• 7 слайд

  Термодинамические параметры (параметры состояния)
  Совокупность физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы.
  
  Обычно в качестве параметров состояния выбирают T,P,V.
  

• 8 слайд

  Термодинамическое равновесие
  Равновесие макроскопической системы, если ее состояние с течением времени не изменяется
  в таких системах прекратились все наблюдаемые макроскопические процессы. Важным свойством термодинамически равновесной системы является выравнивание температуры всех ее частей.
  
  

• 9 слайд

  Внутренняя энергия системы
  U (Дж)
  Энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, электронов, ядер…) и энергия взаимодействия этих частиц
  Все макроскопические тела обладают энергией, заключенной внутри самих тел. С точки зрения молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия вещества складывается из кинетической энергии всех атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом. В частности, внутренняя энергия идеального газа равна сумме кинетических энергий всех частиц газа, находящихся в непрерывном и беспорядочном тепловом движении.
  

• 10 слайд

  Вывод формулы
  U = N  EK
  U =3/2  N  k  T
  U = 3  (m Na) k  T
  2  M
  

• 11 слайд

  или
  U = 3  m (Na k)  T
  2  M
  
  U = 3  m R  T
  2  M
  
  

• 12 слайд

  Формула для внутренней энергии идеального газа:
  U = 3 m R T
  2 M
  
  

• 13 слайд

  Такие процессы называются необратимыми 
  примером может служить опыт Джоуля (1843 г.) по определению механического эквивалента теплоты (рис. 3.8.3). При вращении вертушки, погруженной в жидкость, внешние силы совершают положительную работу (A' > 0); при этом жидкость из-за наличия сил внутреннего трения нагревается, т. е. увеличивается ее внутренняя энергия. В этих двух примерах процессы не могут быть проведены в противоположном направлении. При механической обработке деталей (например, при сверлении) они нагреваются. Это означает, что изменяется их внутренняя энергия.
  

• 14 слайд

  Как можно изменить
  внутреннюю энергию
  тела?
  

• 15 слайд

  Теплопередача
  
  Совершение
  механической
  работы 
  Два способа
  изменения
  внутренней
  энергии
  

• 16 слайд

  Теплопередача
  - Изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым
  

• 17 слайд

  Как устраивались чудеса.
  Древнегреческий механик Герон Александрийский, изобретатель фонтана, носящего его имя, оставил нам описание двух остроумных способов, с помощью которых египетские жрецы обманывали народ, внушая ему веру в чудеса.
  На рисунке 1 вы видите пустотелый металлический жертвенник, а под ним скрытый в подземелье механизм, приводящий в движение двери храма. Жертвенник стоял снаружи его. Когда разводят огонь, воздух внутри жертвенника вследствие нагревания сильнее давит на воду в сосуде, скрытом под полом; из сосуда вода вытесняется по трубке и выливается в ведро, которое, опускаясь, приводит в действие механизм, вращающий двери (рис. 2). Изумленные зрители, ничего не подозревающие о скрытой под полом установке, видят перед собой “чудо”: как только на жертвеннике запылает огонь, двери храма, “внемля молитвам жреца”, растворяются словно сами собой..
  
  

• 18 слайд

  Рис.1 Разоблачение “чуда” египетских жрецов: двери храма открываются действием жертвенного огня.
  Рис. 2 Схема устройства дверей храма, которые сами открываются, когда на жертвеннике пылает огонь.
  

• 19 слайд

  Как устраивались чудеса.
  Другое мнимое чудо, устраивавшееся жрецами, изображено на рис. 3. Когда на жертвеннике запылает пламя, воздух, расширяясь, выводит масло из нижнего резервуара в трубки, скрытые внутри фигур жрецов, и тогда масло чудесным образом само подливается в огонь... Но стоило жрецу, заведующему этим жертвенником, незаметно вынуть пробку из крышки резервуара — и излияние масла прекращалось (потому что избыток воздуха свободно выходил через отверстие); к этой уловке жрецы прибегали тогда, когда приношение молящихся было слишком скудно.
  

• 20 слайд

  Рис. 3 Другое мнимое чудо древности: масло само подливается в жертвенное пламя.
  

• 21 слайд

  Q
  Мерой теплопередачи является Q.
  Количество теплоты, получаемое телом, - энергия, передаваемая телу извне в результате теплообмена.
  При теплообмене работа не совершается!!!
  
  

• 22 слайд

  ???
  Зависит ли внутренняя энергия от его движения и положения относительно других тел?
  От какого макроскопического параметра зависит внутренняя энергия идеального газа?
  Как можно изменить внутреннюю энергию жидкости, газа?
  

• 23 слайд

  Виды теплопередачи:
  Теплопроводность 
  Конвекция 
  Излучение 
  

• 24 слайд

  Теплопроводность
  Непосредственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела
  

• 25 слайд

  Конвекция
  - Перенос энергии потоками жидкости и газа.
  
  Излучение
  - Перенос энергии электромагнитными волнами;
  - Единственный вид теплопередачи, возможный в вакууме.
  

• 26 слайд

  Совершение механической работы
  например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждении или расширении.
  Если тело само совершает работу, его внутренняя энергия уменьшается, а если над ним совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается.
  

• 27 слайд

  Повторение
  
  1.Идеальный газ – это газ… 
  молекулы которого малы, и они взаимодействуют друг с другом. 
  между молекулами, которого нет сил взаимодействия. 
  молекулы, которого ведут себя при столкновениях друг с другом себя как слабо накаченные мячи. 
  2.По какой формуле можно вычислить среднюю кинетическую энергию одного атома.
  а ; b ; с .   
  

• 28 слайд

  3.Почему возникла необходимость перехода от применения механической энергии к использованию внутренней энергии.
  Научно-техническая революция; 
  Развитие добывающих отраслей; 
  Необходимостью совершать большую механическую работу. 
  Вопросы 
  Каковы свойства молекул идеального газа? 
  Что называется постоянной Больцмана, и в каких единицах она измеряется? 
  От чего зависит средняя кинетическая энергия молекул идеального газа? 
  Как изменяется температура тела, если оно отдаёт энергии больше, чем получает извне? 
  Сколько направлений движения атома, возможно? 
  
  

• 29 слайд

  Вывод
  1. Познакомились с новым понятием «Внутренняя энергия»;
  2. Вывели формулу;
  Определили способы изменения внутренней энергии.