Дата………………………… 8 класс Тема. Виды теплообмена. Урок защиты проектов. Цель: образовательная – продолжить формирование понятия « внутренняя энергия» и способов её изменения; ознакомить учащихся с видами и особенностями теплопередачи, встречающихся в природе, быту, технике; обеспечить усвоение и закрепление нового материала; развивающая – уметь выделять главное в большом объеме информации при помощи опорного конспекта; сопоставлять виды теплопередачи между собой и с природными процессами на основе моделей и аналогий; делать выводы ; развивать познавательный интерес; воспитательная – продолжить формирование представлений о связи природы и духовного мира человека; учить находить и воспринимать прекрасное в природе, трудовой деятельности; готовить к сознательному выбору профессии на основе политехнических знаний. Задачи: формирование ценностно-смысловых, общекультурных, коммуникативных и учебно-познавательных компетенций.  Шло время… В конце 18 в. по мере накопления экспериментального материала ( ученый Румфорд наблюдал нагревание стружек при сверлении металла, а Г, Дэви показал возможность нагревания при трении двух кусков льда) все резче выступала отмеченная Ломоносовым неспособность теории теплорода объяснить нагревание тел при работе сил трения. Теперь физики знают ответы на многие вопросы, связанные с тепловыми явлениями, волновавшими ученых 2,5 века назад. 3. Подготовка к усвоению нового материала. Сейчас мы с вами постараемся дать ответы на некоторые из этих вопросов. * Что называется тепловым движением? * Чем отличается механическое движение от теплового? * Какая энергия называется внутренней? Какова её единица измерения? * По мячу ударили ногой. Изменилась ли при этом внутренняя энергия мяча? Почему? * Ложку опустили в стакан с горячей водой. Можно ли утверждать, что при выравнивании температур выравниваются и их внутренние энергии? Ответ поясните. * Стальную деталь нагрели в пламени печи, а затем многократно ударили по ней молотком.  (При этом на доске открываем ОК , где указана теплопроводность). Вид теплопередачиКак осуществляетсяВ каких агрегатных состояниях возможенПримеры проявления теплопроводностьпередача тепла от одних участков тела к другим, без переноса вещества Т, Ж, Глучшехуже металлывоздух дерево конвекцияперенос теплых и холодных потоков воздуха или жидкости; теплые – вверх, холодные — вниз Ж, Гдым – вверх, проветривание, нагревание воды излучениеот любого нагретого источника в любом направлении Т, Ж, Г, вакуумСолнце, печь , свеча, костер А сейчас вы получите маршрутные листы, на которых дано задание. Вам необходимо предложить проект и дать ему научное объяснение, но прежде ответьте на вопросы: * Почему у пористых тел плохая теплопроводность? * Почему горящую спичку можно держать в руке до тех пор, пока пламя не коснется руки, а железный гвоздь нельзя? * Зачем погреб обкладывают соломой, опилками, землей? * Зачем необходимо удалять накипь со стенок чайника? А теперь приступаем к заданиям.  Задание. 1)Вы находитесь в степи, кругом снежные сугробы и вдруг началась метель. Вам нужно её переждать. Что Вы сделаете в этой ситуации, чтобы не замерзнуть? Сделайте рисунок. 2) Постройте жилище в тундре. Какими материалами воспользуетесь? Сделайте рисунок. 3) Вы находитесь в Сибири. Кругом одни хвойные леса и Вы решили построить теплый дом. Ваши действия. Сделайте рисунок. 4) Подумайте, что нужно сделать, чтобы как можно дольше сохранить кипяток в банке? Сделайте рисунок. 5) Вы решили на зиму закопать картофель в кучи. Что Вы при этом будете делать. Сделайте рисунок.Задание. 1) Вы задумали построить теплый дом. Высокие ли потолки нужны в доме? Почему? Сделайте рисунок. 2) Какая ошибка допущена на рисунке? А) греем чайник Б) тихо горит свеча В) греем воду кипятильником 3) Вы решили в доме установить радиаторы батарей отопления. Где Вы их установите? Почему? Сделайте рисунок.  4) Вы решили быстрее остудить чайник с горячей водой. У Вас есть грелка со льдом. Ваши действия. Сделайте рисунок. 5) Что могло быть , если бы теплые конвективные потоки не поднимались вверх , а расстилались бы по поверхности Земли? Какая могла бы возникнуть проблема? Сделай рисунок.Задание. 1) У Вас есть бак для воды, в котором Вы хотите нагревать воду солнечными лучами. В какой цвет покрасите бак? Почему? 2) У Вас на кухне два чайника: один – светлый, другой – темный. В каком чайнике вода быстрее закипит? В каком медленнее остынет? 3) Какие источники излучения действовали на Вас в последние сутки? 4) Вы — агроном. Вам необходимо весной как можно скорее прогреть почву для посева зерна. Что Вам нужно сделать: вспахать поле или оставить? Почему? 5) Вы – конструктор космических кораблей. В какой цвет покрасите ракету? Почему?  При нагревании жидкости теплые струи воды увлекают за собой вверх марганец. 2) Опыт. Включаем лампу накаливания, а над ней располагаем бумагу, вырезанную в виде спирали. Теплые потоки поднимаются кверху и бумага при этом колеблется. 3) Опыт. Горение свечи, горячая вода в кружке, дым от горящей спички. ( Обращаясь к учебнику – обобщаем и приходим к выводу, что это – КОНВЕКЦИЯ. Открываем вторую часть ОК — «КОНВЕКЦИЯ». Записываем основной материал в таблицу и отвечаем на вопросы, после которых снова обращаемся к маршрутному листу и выполняем предложенное задание). ( Вопросы по теме «конвекция»). * Почему воздух в комнате теплее вблизи потолка, чем вблизи пола? * Почему вода в пробирке не прогревается, если её нагревать сверху? * Почему промерзание оконного стекла в сильные морозы начинается снизу, а оттаивание льда на них в оттепель – сверху? * Где следует размещать термометр при измерении температуры воздуха в комнате? 3. Рассмотрим 3-й вид теплообмена. Опыт. Теплоприемник соединяем с одним из колен жидкостного манометра. Сбоку от теплоприемника располагаем электрическую плитку и замечаем разницу уровней жидкости при нагревании черной и серебристой поверхности теплоприемника. ( Обращаясь к учебнику приходим к выводу что это – ИЗЛУЧЕНИЕ. Открываем 3 часть ОК – «ИЗЛУЧЕНИЕ». Заполняем таблицу, выполняем задание маршрутного листа). ( Вопросы по теме «ИЗЛУЧЕНИЕ»). *В чем отличие передачи энергии излучением от других видов теплопередачи? * При какой температуре тела излучают энергию? * Можно ли сохранить кофе горячим в термосе в течение недели? * В какой цвет Вы покрасили бы космический корабль? А теперь подведем итоги. Каждая группа защищает свой проект по каждому виду теплопередачи. ( Дети из других групп могут принимать участие в обсуждении вопросов другой группы, зарабатывая при этом дополнительные баллы). 7. Подведение итога урока. 8. Домашнее задание. П. 4,5,6. Задание на выбор: 1)написать сказку (или сочинение) с физическим содержанием о трех видах теплопередачи; 2) придумать опыты по теплопроводности ,конвекции и излучению , которые можно было бы осуществить в домашних условиях.
Дата………………………… 8 класс Тема. Виды теплообмена. Урок защиты проектов. Цель: образовательная – продолжить формирование понятия « внутренняя энергия» и способов её изменения; ознакомить учащихся с видами и особенностями теплопередачи, встречающихся в природе, быту, технике; обеспечить усвоение и закрепление нового материала; развивающая – уметь выделять главное в большом объеме информации при помощи опорного конспекта; сопоставлять виды теплопередачи между собой и с природными процессами на основе моделей и аналогий; делать выводы ; развивать познавательный интерес; воспитательная – продолжить формирование представлений о связи природы и духовного мира человека; учить находить и воспринимать прекрасное в природе, трудовой деятельности; готовить к сознательному выбору профессии на основе политехнических знаний.  е. «степень теплоты», определяется скоростью движения частиц, тогда как количество теплоты зависит от общего количества движения частиц. Шло время… В конце 18 в. по мере накопления экспериментального материала ( ученый Румфорд наблюдал нагревание стружек при сверлении металла, а Г, Дэви показал возможность нагревания при трении двух кусков льда) все резче выступала отмеченная Ломоносовым неспособность теории теплорода объяснить нагревание тел при работе сил трения. Теперь физики знают ответы на многие вопросы, связанные с тепловыми явлениями, волновавшими ученых 2,5 века назад. 3. Подготовка к усвоению нового материала. Сейчас мы с вами постараемся дать ответы на некоторые из этих вопросов. * Что называется тепловым движением? * Чем отличается механическое движение от теплового? * Какая энергия называется внутренней? Какова её единица измерения? * По мячу ударили ногой. Изменилась ли при этом внутренняя энергия мяча? Почему? * Ложку опустили в стакан с горячей водой. Можно ли утверждать, что при выравнивании температур выравниваются и их внутренние энергии? Ответ поясните. * Стальную деталь нагрели в пламени печи, а затем многократно ударили по ней молотком. Что произошло в результате с внутренней энергией? Если она изменилась, то какими способами? * Приведите примеры увеличения внутренней энергии тела способом теплообмена. Итак, из приведенных примеров можно заключить , что теплообмен делится на виды. Запишем тему урока: «Виды теплообмена». 5. Освоение нового материала. 1. Рассмотрим 1-й вид теплообмена на эксперименте. 1) Опыт. На электрическую плиту ставим три различных по проводимости металла: алюминиевый, железный и латунный, к ним сверху с помощью пластилина прикрепляем спички и наблюдаем за тем насколько долго продержатся спички . Объясняем : почему спички падают в разное время? 2) Опыт. На толстую проволоку с помощью пластилина прикрепляем несколько металлических скрепок. Один конец проволоки нагреваем в пламени свечи. Почему скрепки отпадают не все сразу? 3) Опыт. На столе лежат ножницы и карандаш. Почему ножницы на ощупь кажутся холоднее , чем карандаш? Сделанные нами выводы запишем в таблицу и назовем этот вид теплообмена ( обращаемся к учебнику) ——ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ. (При этом на доске открываем ОК , где указана теплопроводность). Вид теплопередачиКак осуществляетсяВ каких агрегатных состояниях возможенПримеры проявления теплопроводностьпередача тепла от одних участков тела к другим, без переноса вещества Т, Ж, Глучшехуже металлывоздух дерево конвекцияперенос теплых и холодных потоков воздуха или жидкости; теплые – вверх, холодные — вниз Ж, Гдым – вверх, проветривание, нагревание воды излучениеот любого нагретого источника в любом направлении Т, Ж, Г, вакуумСолнце, печь , свеча, костер А сейчас вы получите маршрутные листы, на которых дано задание. Вам необходимо предложить проект и дать ему научное объяснение, но прежде ответьте на вопросы: * Почему у пористых тел плохая теплопроводность? * Почему горящую спичку можно держать в руке до тех пор, пока пламя не коснется руки, а железный гвоздь нельзя? * Зачем погреб обкладывают соломой, опилками, землей? * Зачем необходимо удалять накипь со стенок чайника? А теперь приступаем к заданиям.  ( По каждому виду теплопередачи заполняем таблицу и маршрутный лист последовательно). 6. Закрепление знаний. ТеплопроводностьКонвекцияИзлучение Задание. 1)Вы находитесь в степи, кругом снежные сугробы и вдруг началась метель. Вам нужно её переждать. Что Вы сделаете в этой ситуации, чтобы не замерзнуть? Сделайте рисунок. 2) Постройте жилище в тундре. Какими материалами воспользуетесь? Сделайте рисунок. 3) Вы находитесь в Сибири. Кругом одни хвойные леса и Вы решили построить теплый дом. Ваши действия. Сделайте рисунок. 4) Подумайте, что нужно сделать, чтобы как можно дольше сохранить кипяток в банке? Сделайте рисунок. 5) Вы решили на зиму закопать картофель в кучи. Что Вы при этом будете делать. Сделайте рисунок.Задание. 1) Вы задумали построить теплый дом. Высокие ли потолки нужны в доме? Почему? Сделайте рисунок. 2) Какая ошибка допущена на рисунке? А) греем чайник Б) тихо горит свеча В) греем воду кипятильником 3) Вы решили в доме установить радиаторы батарей отопления. Где Вы их установите? Почему? Сделайте рисунок.  4) Вы решили быстрее остудить чайник с горячей водой. У Вас есть грелка со льдом. Ваши действия. Сделайте рисунок. 5) Что могло быть , если бы теплые конвективные потоки не поднимались вверх , а расстилались бы по поверхности Земли? Какая могла бы возникнуть проблема? Сделай рисунок.Задание. 1) У Вас есть бак для воды, в котором Вы хотите нагревать воду солнечными лучами. В какой цвет покрасите бак? Почему? 2) У Вас на кухне два чайника: один – светлый, другой – темный. В каком чайнике вода быстрее закипит? В каком медленнее остынет? 3) Какие источники излучения действовали на Вас в последние сутки? 4) Вы — агроном. Вам необходимо весной как можно скорее прогреть почву для посева зерна. Что Вам нужно сделать: вспахать поле или оставить? Почему? 5) Вы – конструктор космических кораблей. В какой цвет покрасите ракету? Почему? 2.Рассмотрим 2-й вид теплообмена. 1) Опыт. U-образный сосуд наполняем водой, с одной стороны в него опускаем ложку с марганцем, а снизу к сосуду подносим спиртовку.  При нагревании жидкости теплые струи воды увлекают за собой вверх марганец. 2) Опыт. Включаем лампу накаливания, а над ней располагаем бумагу, вырезанную в виде спирали. Теплые потоки поднимаются кверху и бумага при этом колеблется. 3) Опыт. Горение свечи, горячая вода в кружке, дым от горящей спички. ( Обращаясь к учебнику – обобщаем и приходим к выводу, что это – КОНВЕКЦИЯ. Открываем вторую часть ОК — «КОНВЕКЦИЯ». Записываем основной материал в таблицу и отвечаем на вопросы, после которых снова обращаемся к маршрутному листу и выполняем предложенное задание). ( Вопросы по теме «конвекция»). * Почему воздух в комнате теплее вблизи потолка, чем вблизи пола? * Почему вода в пробирке не прогревается, если её нагревать сверху? * Почему промерзание оконного стекла в сильные морозы начинается снизу, а оттаивание льда на них в оттепель – сверху? * Где следует размещать термометр при измерении температуры воздуха в комнате? 3. Рассмотрим 3-й вид теплообмена. Опыт. Теплоприемник соединяем с одним из колен жидкостного манометра. Сбоку от теплоприемника располагаем электрическую плитку и замечаем разницу уровней жидкости при нагревании черной и серебристой поверхности теплоприемника. ( Обращаясь к учебнику приходим к выводу что это – ИЗЛУЧЕНИЕ. Открываем 3 часть ОК – «ИЗЛУЧЕНИЕ». Заполняем таблицу, выполняем задание маршрутного листа). ( Вопросы по теме «ИЗЛУЧЕНИЕ»). *В чем отличие передачи энергии излучением от других видов теплопередачи? * При какой температуре тела излучают энергию? * Можно ли сохранить кофе горячим в термосе в течение недели? * В какой цвет Вы покрасили бы космический корабль? А теперь подведем итоги. Каждая группа защищает свой проект по каждому виду теплопередачи. ( Дети из других групп могут принимать участие в обсуждении вопросов другой группы, зарабатывая при этом дополнительные баллы). 7. Подведение итога урока. 8. Домашнее задание. П. 4,5,6. Задание на выбор: 1)написать сказку (или сочинение) с физическим содержанием о трех видах теплопередачи; 2) придумать опыты по теплопроводности ,конвекции и излучению , которые можно было бы осуществить в домашних условиях. Дополнительный материал к уроку. * Знаете ли Вы, что при увеличении в 2 раза концентрации углекислого газа в атмосфере температура Земли может возрасти на 3 С. Такое потепление вызовет таяние снегов и льда, что повлечет поднятие уровня Мирового океана, возможно на катастрофически большую величину: примерно 60м. Загадки. Ударь о сталь кремнем, дружок,- И вылетает искр пучок. Внимай вопросу моему: Что происходит? Почему? Дым у костра восходит ввысь И тает, уходя во тьму, Как человеческая жизнь. Восходит ввысь… А почему? Смотрю на термометр: чуть ниже нуля, Но льдом не покрыта вода. Колышется море, песок шевеля… Скажи, почему нету льда?
Дата …………………….. 7 …… класс Тема: Инерция Цели урока: 1) Сформировать понятие инерции; 2)Научить находить в окружающем мире примеры проявления инерции и объяснять их; 3) Выявить причины явления инерции и найти применение этому явлению в жизни ( технике, быту и природе) ; 4) Подготовить учащихся к восприятию первого закона Ньютона.
Дата…………………………………………… 8 класс Тема. Электрические явления. Урок – соревнование. Цели урока: 1) закрепить у учащихся навыки решения расчетных, качественных и экспериментальных задач; 2) формировать учебно – познавательные компетенции; 3) формировать ценностно-смысловые и коммуникативные компетенции.
|
Методы обучения: * словесный; * наглядный; * практический. Оборудование: желоб, шар, листы бумаги, открытка, монета, стакан, линейка, молоток, рубанок, тележка, песок, репродукция картины В.Г. Перова «Тройка», разборные деревянные молотки(10 шт.), жетоны, мультфильм (фрагмент) «Ну, погоди!» 12-й выпуск. Тип урока: комбинированный. План урока. 1. Вступление. 2. Проверка ранее усвоенных знаний и их актуализация. 3. Изучение нового материала. Демонстрационный эксперимент. 4. Развитие знаний при решении творческих задач. 5. Закрепление знаний. 6.Проверка знаний. 7. Подведение итога урока. 8. Домашнее задание. Ход урока Организационный момент: — приветствие учеников; — сообщение новой темы и цели урока. Основная часть: 1. Вступление. — Ребята, сегодня на уроке мы отправимся в путешествие. Приглядывайтесь к облакам, Прислушивайтесь к птицам, Притрагивайтесь к родникам- Ничто не повторится. За мигом миг, за часом час Впадайте в изумленье. Все будет так и все – не так Через одно мгновенье. В дорогу мы возьмем багаж: Учебник, ручку, карандаш, Тетрадь и знаний саквояж.
2. Проверка ранее усвоенных знаний и их актуализация. ( Фронтальный опрос). — Ребята, давайте вспомним и восстановим в памяти некоторые понятия и термины. 1) Что называется механическим движением? 2) Какие физические величины характеризуют механическое движение? 3) Какое движение называют равномерным и прямолинейным? ( За ответы учащиеся получают жетоны) ( На доску вывешивается плакат с рисунком) Давайте предположим, что автомашина движется равномерно и прямолинейно. А теперь, что может произойти с цыпленком, если автомашина встретит на пути препятствие, например, камень? (Обсуждение вопроса) В первом случае мы встретились с понятием, которое в физике называется « явлением инерции», что в переводе с латинского означает – неподвижность, бездеятельность. Ребята, какое определение инерции вы бы дали этому явлению? Откроем учебник и сверим наше определение с научным. Приведите примеры явления инерции и сделайте соответствующие рисунки к ним. Приглашаю всех совершить путешествие в страну «Инерция».
3. Изучение нового материала. Мы начнем наше путешествие с посещения научного центра страны «Инерция». В ходе путешествия мы будем вести путевые заметки, т.е. опорный конспект. ( Учитель надевает шляпу магистра) Я магистр точных наук и приветствую вас в научном центре. Здесь вам предстоит выяснить, при каком условии тела движутся. Посмотрите на тележку, находящуюся на столе. Она находится в состоянии покоя. Действую на тележку рукой. Что происходит? Перестаю действовать. Что вы наблюдаете? Так при каком же условии движется тело? ( Предполагаемый ответ: « Тело движется , если на него действуют другие тела») — Рада за вас. Вы рассуждаете как выдающийся философ Древней Греции Аристотель. Жил он в 4 веке до н.э. ( Вывешивается портрет Аристотеля и его высказывание: «Все, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого тела. Без действия нет движения»). Утверждения Аристотеля согласуются с повседневным опытом. Посмотрите на репродукцию картины «Тройка» художника Перова. Как бы вы прокомментировали происходящее с точки зрения Аристотеля? Идеи древнего философа господствовали в науке около 2-х тысяч лет.
В 17 в. гениальный итальянский ученый Галилео Галилей, используя опыт как способ получения знаний, пришел к иному суждению. Галилей наблюдал за движением шара по наклонной плоскости. Сейчас мы повторим этот опыт. ( Демонстрация: шар скатывается по наклонному желобу, продолжает движение, но вскоре останавливается. Почему? Уменьшим трение, и шар катится дальше (на большее расстояние). А если бы трения не было совсем, то как бы тогда двигался шар? ( Шар совершал бы равномерное прямолинейное движение (РПД)). Именно такое предположение высказал Галилей в 17 в. Отметим это в путевых заметках. Что вы можете сказать о скорости тел, если на них не действуют другие тела? ( Тело, на которое не действуют другие тела, движется с постоянной скоростью (при этом дети могут использовать учебник)). Именно так Галилей сформулировал закон инерции. Отметим это в путевых заметках. Давайте теперь подведем итоги работы в научном центре. Дополните мои предложения: * инерция – это………. * первым ввел понятие инерции …….
. в 17 в. * если бы не было трения, то шар в опыте Галилея двигался бы ………….. 4. Развитие знаний при решении творческих задач. Продолжим наше путешествие на автомобиле. (Зачитывается сюжет). « Всем привет! Меня зовут Саша. Я учусь в 5 классе. Мы с папой часто ездим на машине к бабушке в деревню. Я люблю сидеть на переднем сидении. Когда я оказываюсь на своем любимом месте, я пристегиваюсь ремнем безопасности и чувствую себя уверенно и комфортно». Как вы думаете, почему Саша пользуется ремнем безопасности? А теперь предлагаю вам изобразить поведение пассажиров во время поездки в автомобиле. Представьте , что я — водитель. Как вы будете себя вести , если я: _ резко трогаюсь с места; _ поворачиваю направо; _ поворачиваю налево; _ резко торможу. ( Дети действиями показывают, что происходит с ними в каждом случае). Проанализируем, что произошло бы в этих случаях. ( Ответ: инерция проявляется ,если изменяется значение скорости тела или её направление.) Давайте это отметим в путевых заметках. Теперь заглянем в столярную мастерскую.
(Учитель надевает рабочий фартук). Я – столяр. Предлагаю вам изготовить киянку. Это деревянный молоток, который используют для обработки древесины. Возьмите его детали и насадите молоток на рукоятку. Молодцы! Теперь объясните свои действия с использованием термина «инерция». ( За ответы дети на протяжении всего урока получают жетоны). Ребята, за время работы у моего рубанка затупился резец. Как извлечь его из колодки? Кто может проделать эту операцию и объяснить происходящее? Обратитесь к рисункам в учебнике, возможно, там вы найдете подсказку. (Ответы). Как видите , явление инерции помогло нам подготовить для работы инструменты. Я думаю, в жизни полученные знания обязательно вам пригодятся. Как вы понимаете любое явление может быть в одних случаях полезным, а в других – вредным. Представьте, что вы судья и вам выпало право решать «за» или «против». Я буду называть ситуации, а каждый из вас пусть примет решение: где инерция вредна, а где нужна. — Велосипедист на гонках наталкивается на камень.
— Автомобиль не может внезапно остановиться перед переходящим дорогу. — Велосипедист не все время крутит педали, а набрав скорость движется по инерции. — Горячий суп выливается из тарелки, если резко изменить ее скорость. — Мальчик выбивает ковер. — Человек поскользнулся на скользкой дороге. — Человек споткнулся о камень; ударяются о причалы корабли. — Насаживаем молоток, топор, лопату на рукоятку. — Движение планет, спутников по орбитам. А сейчас я приглашаю вас посетить музей вместе с героями мультфильма «Ну, погоди!». При просмотре мультфильма, заметив проявление инерции , надо крикнуть : «Стоп – кадр» — и пояснить происходящее на экране. 5. Закрепление знаний. Недавно в стране «Инерция» побывал Незнайка .Он оставил нам свои заметки. Давайте заглянем в них. (На доске открывается рисунок). Инэрцыя ………………………. …………………………………. Двинулись Какие ошибки допустил Незнайка? 6. Проверка знаний. Мы покидаем страну «Инерция» , но на выходе нас ждет испытание. Возьмите листы контроля знаний и выполните предполагаемые в тесте задания.
(Звучит музыка. Идет самостоятельная работа учащихся). Тест ( На доске записан тест и варианты ответов, дети на листках контроля проставляют буквы правильных ответов). 1. Что такое инерция? Г. Свойство тел сохранять скорость. У. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел. В. Изменение скорости тела под действием других тел. 2. Что произойдет с бруском, если резко дернуть за нить? С. Упадет назад. Д. Упадет вперед. Е. Останется неподвижным. …………………………………….. 3. В каком случае проявляется инерция? А. Камень падает на дно ущелья. П. Пыль выбивают из ковра. Н. Мяч отскочил от стенки после удара. 4. Какая цистерна начинает движение? 1 2 3 ………………………….. …………………………….. ………………………………. И. 1 Е. 2 Ч. 3 5. Поднимаясь вверх на воздушном шаре, Незнайка случайно обронил конфету. Как она будет двигаться? 1 2 3 ………………….. ……………………. ………………………… К. 1 Л. 2 Х. 3 Таблица ответов 1 2 3 4 5 
7. Подведение итогов урока. Наше путешествие в страну «Инерция» завершается. Подведем итоги. (Учащиеся подсчитывают жетоны, учитель объявляет оценки). 8. Домашнее задание. В заключении я покажу вам опыты, которые вы постарайтесь проделать дома сами и объяснить их , а поможет вам при этом текст учебника т.е. п.17. 1) Стакан, на стакане открытка, а сверху на открытке по центру стакана монета, резко ударяем по открытке щелчком и монета падает в стакан. 2) 8-10 шашек кладем в столбик друг на друга, линейкой резко ударяем по нижней шашке – она вылетает, а столбик остается целым. Желаю успехов! Литература 1. И.Г. Кириллова. Книга для чтения по физике –М.: Просвещение, 1986г. 2. И.Я. Ланина. Внеклассная работа по физике.-М.: Просвещение, 1977г. 3. Журнал «Физика в школе», №2 и №3, 1999г. 4. Газета «Физика», №28 и №34,1999г.
На доске до урока написан эпиграф: «Не стыдно не знать, стыдно не учиться» ( Русская пословица) Класс делится на две команды, подготавливаются жетоны, портреты ученых-физиков, электрические приборы. Ход урока. 1. Вступительное слово. Электричество кругом, Полон им завод и дом, Везде заряды: там и тут, В любом атоме «живут». А если вдруг они бегут, То тут же токи создают. Нам токи очень помогают, Жизнь кардинально облегчают! Удивительно оно, На благо нам обращено, Всех проводов «величество» Зовется: «Электричество!» Проявим нынче мы умение, Законы объясним, явления: Электризацию, сопротивление И мощность, как работу за мгновение. Эксперименты проведем И победителя найдем! 2. Конкурсы. 1. Конкурс «Разминка». Командам поочередно задают вопросы, если команда отвечает верно, то она получает жетон, если – неверно, то право ответить на этот вопрос переходит другой команде и она за этот ответ получает жетон. 1) Сколько электронов в атоме водорода? 2) Сколько протонов в атоме водорода? 3) Электрическим током называется… 4) Единица электрического сопротивления… 5) Формула закона Ома для участка цепи… 6) Действия электрического тока… 7) Мощность равна отношению работы к … 8) Закон о тепловом действии тока принадлежит… 9) Как найти общее сопротивление цепи, в которой потребители соединены последовательно… 10) Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с … 11) Электрическое сопротивление зависит от … 12) Все потребители находятся под одним и тем же напряжением при… 13) электрическое напряжение измеряется… 14) Формула работы электрического тока… 15) 1 кВт*ч – единица измерения… 16) Амперметр включают в цепь… 17) Формула закона Джоуля – Ленца… 18) Ученые, опыты которых позволили измерить заряд электрона… 19) Электризация – это… 20) Положительный ион – это атом… 21) При трении стекла о шелк электроны переходят… 22) В ядре атома находятся… 23) Отрицательный ион – это атом… 24) Электроскоп – прибор для… 25) Единица силы тока… 26) Электрический ток направлен от… 27) Удельное сопротивление показывает, какое сопротивление имеет проводник длиной… 28) 1 кОм =……Ом 29) Формула сопротивления проводника… 30) Разноименные заряды… 31) В фотоэлементе — … энергия превращается в электрическую.
32) Одноименные заряды… 2. Конкурс «Ромашка». Заранее приготовим ромашку с любым числом лепестков, пронумерованными с обратной стороны. Поочередно выходят к доске по одному члену команды, срывают по одному лепестку и отвечают на вопрос, если отвечающий у доски затрудняется с ответом, то отвечает любой член команды, за что получает жетон. Вопросы написаны на лепестках. ВОПРОСЫ: 1) Почему нити прилипают к гребням чесальных машин, применяющихся в текстильной промышленности? 2) Можно ли наэлектризовать латунный стержень, держа его в руках? 3) Одинаковый ли заряд покажет электроскоп в двух случаях, если наэлектризованной палочкой коснуться его шарика, а затем провести палочкой по шарику? 4) Если потереть стержень электроскопа не наэлектризованной эбонитовой палочкой, то он обнаруживает заряд. Почему? 5) Можно ли на концах стеклянной палочки получить одновременно разноименные заряды? 6) На электроскопе полый металлический шар. Как надо коснуться его: снаружи или внутри, чтобы передать весь заряд от маленького заряженного шарика? 3.
Конкурс «Аукцион». На стол перед учащимися ставят различные предметы и приборы. Необходимо этому предмету дать как можно больше характеристик (команды дают характеристики по одной по очереди). Например, Амперметр: 1)прибор для измерения силы электрического тока; 2) шкала проградуирована в А , и предел измерения силы тока — …А; 3) цена деления данного прибора — …А/дел.; 4) есть две клеммы для подключения прибора в цепь, возле одной «+», возле другой «-» ; 5) амперметр включается в цепь последовательно с теми приборами, где производится измерение силы тока; 6) амперметр включается в цепь с учетом полярности; 7) амперметр обладает маленьким внутренним сопротивлением; 8) каждый амперметр имеет предел измерения. ВОЛЬТМЕТР РЕОСТАТ ЭЛЕКТРОСКОП ЭЛЕКТРОМЕТР ЭБОНИТОВАЯ И СТЕКЛЯННАЯ ПАЛОЧКИ ЭЛЕКТРОФОРНАЯ МАШИНА. 4. Конкурс «Эстафета формул». Каждый член команды должен вставить пропущенную величину или единицу измерения в одну из формул, представленных на отдельном листе. Эстафету проводят , передавая лист с формулами друг другу.
1. I = q 2. А= Кл 3. R = … l 4. В = Вт 5. Q = ….t 6. А = I …t …. ….. S …. 7. Ом = …. 8. U = …. 9. I = …. 10. U = I …. 11. …. = U1 + U2 А I R 12. R = …. I 5. Конкурс «Собери цепь». Конкурс проводится с помощью лабораторного оборудования на специальных магнитных досках. При этом каждая команда получает задание – схему электрической цепи, изображенную на листе бумаги. Каждый член команды получает жетон за правильно собранную схему и дополнительно жетон получает тот, кто сможет объяснить почему приборы соединены именно так и где возможно применение такой схемы цепи. 1. Цепь состоит из : источника тока, ключа, лампочки, реостата, амперметра и вольтметра, для случая измерения напряжения на лампочке при последовательном соединении. 2. Цепь состоит из: источника тока , ключа, лампочки, реостата, амперметра и вольтметра при параллельном соединении для случая измерения напряжения на реостате, а силы тока в общей цепи. 6. Конкурс «Измерь величину». Учащиеся подключают собранные цепи ( конкурс 5) в сеть и производят измерения силы тока и напряжения, по этим данным рассчитывают сопротивление и мощность на участке цепи.
При этом они используют план ответа в следующей форме ( план записан на доске): 1) сила тока: среднее значение, погрешность, ответ с единицей измерения; 2) напряжение: среднее значение, погрешность, ответ с единицей измерения; 3) сопротивление; 4) мощность. 7. Конкурс «Назови фамилию». Команды получают задания, в которых необходимо отгадать фамилию ученого, ответив на несколько вопросов. 1) Назовите фамилию ученого из восьми букв: первая буква совпадает с первой буквой в названии прибора для обнаружения электрического тока; вторая буква совпадает с первой буквой в названии единицы силы тока; третья буква совпадает с третьей буквой в названии места источника тока, где накапливаются электрические заряды; четвертая буква совпадает с последней буквой в названии соединения электрических приборов; пятая буква совпадает с первой буквой в названии единицы электрического напряжения; шестая буква совпадает со второй буквой названия соединения элементов или аккумуляторов; седьмая буква совпадает с последней буквой в названии атома, утратившего или получившего лишний электрон; восьмая буква совпадает с предпоследней буквой в названии физической величины, характеризующей проводник.
Ответ: Гальвани. ( 1. Гальванометр. 2. Ампер. 3. Полюс. 4. Цепь. 5. Вольт. 6. Батарея. 7. Ион. 8. Сопротивление.) 2) Назовите фамилию ученого из пяти букв: первая совпадает с первой в названии электрода, присоединенного к положительному полюсу источника тока; вторая буква совпадает со второй буквой в названии единицы сопротивления; третья – совпадает с третьей буквой в названии прибора для измерения силы тока; четвертая – совпадает с четвертой буквой в названии единицы силы тока; пятая буква совпадает с последней буквой в названии прибора для измерения напряжения. Ответ: Ампер. ( 1. Анод. 2. Ом. 3. Амперметр. 4. Ампер. 5. Вольтметр.) Подведение итогов. Заключительное слово учителя: Царство науки не знает предела – Всюду следы ее вечных побед, Разума слово и дело, Сила и свет. Слова русского поэта 19 века Якова Петровича Полонского , наверное , очень точно относятся к замечательной науке – электродинамике, подарившей нам столько открытий, осветившей нашу жизнь в прямом смысле этого слова.
А сколько еще непознанного вокруг! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры! Будущее нашей цивилизации в ваших руках, так что дерзайте! Литература 1. Перельман Я.И. Занимательная физика : В 2 кн. Книга 2-я. – М.: Наука, 1976 г. 2. Тихомирова С.А. Физика в пословицах, загадках и сказках.- М.: Школьная пресса, 2002 г. 3. Архипова А.И. Обучающие игры по физике и математике. 4. Билимович Б.Ф. Физические викторины. Пособие для учителей. – М.: Просвещение, 1967 г. 5. Ланина И.Я. Формирование познавательных интересов учащихся на уроках физики: Кн. Для учителя, — М.: Просвещение, 1985 г. 6. Алексеева М.Н. Физика – юным : Теплота. Электричество: Кн. Для внеклассного чтения.- М.: Просвещение, 1980 г.Каковы способы изменения внутренней энергии тела. SA
Внутренняя энергия тела не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться.
При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается , так как увеличивается средняя скорость движения молекул.
Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается .
Таким образом, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул .
Попытаемся выяснить, каким способом можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул. Для этого проделаем следующий опыт. Укрепим тонкостенную латунную трубку на подставке (рис. 3). Нальём в трубку немного эфира и закроем пробкой. Затем трубку обовьём верёвкой и начнём быстро двигать её то в одну сторону, то в другую. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку. Опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел.
Рис. 3. Увеличение внутренней энергии тела при совершении работы над ним
Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натирании трубки верёвкой.
Нагревание тел происходит также при ударах, разгибании и сгибании, т.
е. при деформации. Внутренняя энергия тела во всех приведённых примерах увеличивается.
Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу .
Если же работу совершает само тело, то его внутренняя, энергия уменьшается .
Проделаем следующий опыт.
В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздух через специальное отверстие в ней (рис. 4).
Рис. 4. Уменьшение внутренней энергии тела при совершении работы самим телом
Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее. Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счёт своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается. Судить об уменьшении внутренней энергии можно по охлаждению воздуха в сосуде. Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить путём совершения работы .
Внутреннюю энергию тела можно изменить и другим способом, без совершения работы. Например, вода в чайнике, поставленном на плиту, закипает. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления, крыши домов нагреваются лучами солнца и т. п. Во всех этих случаях повышается температура тел, а значит, увеличивается их внутренняя энергия. Но при этом работа не совершается.
Значит, изменение внутренней энергии может происходить не только в результате совершения работы .
Как можно объяснить увеличение внутренней энергии в этих случаях?
Рассмотрим следующий пример.
Опустим в стакан с горячей водой металлическую спицу. Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды при взаимодействии с частицами холодного металла будут передавать им часть своей кинетической энергии. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться.
Температура воды уменьшится, а температура металлической спицы постепенно увеличится. Через некоторое время их температуры выравняются. Этот опыт демонстрирует изменение внутренней энергии тел.
Итак, внутреннюю энергию тел можно изменить путём теплопередачи .
Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.
Теплопередача всегда происходит в определённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Когда температуры тел выравняются, теплопередача прекращается.
Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей.
Теплопередача, в свою очередь, может осуществляться: 1) теплопроводностью; 2) конвекцией; 3) излучением .
Вопросы
- Пользуясь рисунком 3, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.
- Опишите опыт, показывающий, что за счёт внутренней энергии тело может совершить работу.
- Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплопередачи.
- Объясните на основе молекулярного строения вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.
- Что такое теплопередача?
- Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
Упражнение 2
- Сила трения совершает над телом работу. Меняется ли при этом внутренняя энергия тела? По каким признакам можно судить об этом?
- При быстром спуске по канату нагреваются руки. Объясните, почему это происходит.
Задание
Положите монету на лист фанеры или деревянную доску. Прижмите монету к доске и двигайте её быстро то в одну, то в другую сторону. Заметьте, сколько раз надо передвинуть монету, чтобы она стала тёплой, горячей. Сделайте вывод о связи между выполненной работой и увеличением внутренней энергии тела.
Внутренняя энергия тела не может являться постоянной величиной. Она может изменяться у любого тела. Если повысить температуру тела, то его внутренняя энергия увеличится, т.
к. увеличится средняя скорость движения молекул. Таким образом, увеличивается кинетическая энергия молекул тела. И, наоборот, при понижении температуры, внутренняя энергия тела уменьшается.
Можно сделать вывод: внутренняя энергия тела изменяется, если меняется скорость движения молекул. Попытаемся определить, каким методом можно увеличить или уменьшить скорость передвижения молекул. Рассмотрим следующий опыт. Закрепим на подставке латунную трубку с тонкими стенками. Наполним трубку эфиром и закроем его пробкой. Затем обвяжем его веревкой и начнем интенсивно двигать веревкой в разные стороны. Спустя определенное время, эфир закипит, и сила пара вытолкнет пробку. Опыт демонстрирует, что внутренняя энергия вещества (эфира) возросла: ведь он изменил свою температуру, при этом закипев.
Увеличение внутренней энергии произошло за счет совершения работы при натирании трубкой веревкой.
Как мы знаем, нагревание тел может происходить и при ударах, сгибании или разгибании, говоря проще, при деформации.
Во всех приведенных примерах, внутренняя энергия тела возрастает.
Таким образом, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.
Если же работу выполняет само тело, его внутренняя энергия уменьшается.
Рассмотрим еще один опыт.
В стеклянный сосуд, у которого толстые стенки и он закрыт пробкой, накачаем воздух через специально проделанное отверстие в ней.
Спустя некоторое время пробка вылетит из сосуда. В тот момент, когда пробка вылетает из сосуда, мы сможем увидеть образование тумана. Следовательно, его образование обозначает, что воздух в сосуде стал холодным. Сжатый воздух, который находится в сосуде, при выталкивании пробки наружу совершает определенную работу. Данную работу он выполняет за счет своей внутренней энергии, которая при этом сокращается. Делать выводы об уменьшении внутренней энергии можно исходя из охлаждения воздуха в сосуде. Таким образом, внутреннюю энергию тела можно изменять путем совершения определенной работы.
Однако, внутреннюю энергию возможно изменить и иным способом, без совершения работы. Рассмотрим пример, вода в чайнике, который стоит на плите закипает. Воздух, а также другие предметы в помещении нагреваются от радиатора центрального направления. В подобных случаях, внутренняя энергия увеличивается, т.к. увеличивается температура тел. Но работа при этом не совершается. Значит, делаем вывод, изменение внутренней энергии может произойти не из-за совершения определенной работы.
Рассмотрим еще один пример.
В стакан с водой опустим металлическую спицу. Кинетическая энергия молекул горячей воды, больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам холодного металла. Таким образом, энергия молекул воды будет определенным образом уменьшаться, тем временем как энергия частиц металла будет повышаться. Температуры воды понизится, а температуры спицы не спеша, будет увеличиваться. В дальнейшем, разница между температурой спицы и воды исчезнет.
За счет этого опыта мы увидели изменение внутренней энергии различных тел. Делаем вывод: внутренняя энергия различных тел изменяется за счет теплопередачи.
Процесс преобразования внутренней энергии без совершения определенной работы над телом или самим телом называется теплопередачей.
Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь .
Первый урок – бесплатно!
сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
Внутренняя энергия тела не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться.
При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается , так как увеличивается средняя скорость движения молекул.
Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается .
Таким образом, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул .
Попытаемся выяснить, каким способом можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул. Для этого проделаем следующий опыт. Укрепим тонкостенную латунную трубку на подставке (рис. 3). Нальём в трубку немного эфира и закроем пробкой. Затем трубку обовьём верёвкой и начнём быстро двигать её то в одну сторону, то в другую. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку. Опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел.
Рис. 3. Увеличение внутренней энергии тела при совершении работы над ним
Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натирании трубки верёвкой.
Нагревание тел происходит также при ударах, разгибании и сгибании, т. е. при деформации. Внутренняя энергия тела во всех приведённых примерах увеличивается.
Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу .
Если же работу совершает само тело, то его внутренняя, энергия уменьшается .
Проделаем следующий опыт.
В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздух через специальное отверстие в ней (рис. 4).
Рис. 4. Уменьшение внутренней энергии тела при совершении работы самим телом
Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее. Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счёт своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается. Судить об уменьшении внутренней энергии можно по охлаждению воздуха в сосуде. Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить путём совершения работы .
Внутреннюю энергию тела можно изменить и другим способом, без совершения работы. Например, вода в чайнике, поставленном на плиту, закипает. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления, крыши домов нагреваются лучами солнца и т.
п. Во всех этих случаях повышается температура тел, а значит, увеличивается их внутренняя энергия. Но при этом работа не совершается.
Значит, изменение внутренней энергии может происходить не только в результате совершения работы .
Как можно объяснить увеличение внутренней энергии в этих случаях?
Рассмотрим следующий пример.
Опустим в стакан с горячей водой металлическую спицу. Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды при взаимодействии с частицами холодного металла будут передавать им часть своей кинетической энергии. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться. Температура воды уменьшится, а температура металлической спицы постепенно увеличится. Через некоторое время их температуры выравняются. Этот опыт демонстрирует изменение внутренней энергии тел.
Итак, внутреннюю энергию тел можно изменить путём теплопередачи .
Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.
Теплопередача всегда происходит в определённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Когда температуры тел выравняются, теплопередача прекращается.
Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей.
Теплопередача, в свою очередь, может осуществляться: 1) теплопроводностью; 2) конвекцией; 3) излучением .
Вопросы
- Пользуясь рисунком 3, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.
- Опишите опыт, показывающий, что за счёт внутренней энергии тело может совершить работу.
- Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплопередачи.
- Объясните на основе молекулярного строения вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.
- Что такое теплопередача?
- Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
Упражнение 2
- Сила трения совершает над телом работу. Меняется ли при этом внутренняя энергия тела? По каким признакам можно судить об этом?
- При быстром спуске по канату нагреваются руки. Объясните, почему это происходит.
Меняется ли при этом внутренняя энергия тела? По каким признакам можно судить об этом?Задание
Положите монету на лист фанеры или деревянную доску. Прижмите монету к доске и двигайте её быстро то в одну, то в другую сторону. Заметьте, сколько раз надо передвинуть монету, чтобы она стала тёплой, горячей. Сделайте вывод о связи между выполненной работой и увеличением внутренней энергии тела.
Внутренняя энергия тела не может являться постоянной величиной. Она может изменяться у любого тела. Если повысить температуру тела, то его внутренняя энергия увеличится, т.к. увеличится средняя скорость движения молекул. Таким образом, увеличивается кинетическая энергия молекул тела. И, наоборот, при понижении температуры, внутренняя энергия тела уменьшается.
Можно сделать вывод: внутренняя энергия тела изменяется, если меняется скорость движения молекул. Попытаемся определить, каким методом можно увеличить или уменьшить скорость передвижения молекул.
Рассмотрим следующий опыт. Закрепим на подставке латунную трубку с тонкими стенками. Наполним трубку эфиром и закроем его пробкой. Затем обвяжем его веревкой и начнем интенсивно двигать веревкой в разные стороны. Спустя определенное время, эфир закипит, и сила пара вытолкнет пробку. Опыт демонстрирует, что внутренняя энергия вещества (эфира) возросла: ведь он изменил свою температуру, при этом закипев.
Увеличение внутренней энергии произошло за счет совершения работы при натирании трубкой веревкой.
Как мы знаем, нагревание тел может происходить и при ударах, сгибании или разгибании, говоря проще, при деформации. Во всех приведенных примерах, внутренняя энергия тела возрастает.
Таким образом, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.
Если же работу выполняет само тело, его внутренняя энергия уменьшается.
Рассмотрим еще один опыт.
В стеклянный сосуд, у которого толстые стенки и он закрыт пробкой, накачаем воздух через специально проделанное отверстие в ней.
Спустя некоторое время пробка вылетит из сосуда. В тот момент, когда пробка вылетает из сосуда, мы сможем увидеть образование тумана. Следовательно, его образование обозначает, что воздух в сосуде стал холодным. Сжатый воздух, который находится в сосуде, при выталкивании пробки наружу совершает определенную работу. Данную работу он выполняет за счет своей внутренней энергии, которая при этом сокращается. Делать выводы об уменьшении внутренней энергии можно исходя из охлаждения воздуха в сосуде. Таким образом, внутреннюю энергию тела можно изменять путем совершения определенной работы.
Однако, внутреннюю энергию возможно изменить и иным способом, без совершения работы. Рассмотрим пример, вода в чайнике, который стоит на плите закипает. Воздух, а также другие предметы в помещении нагреваются от радиатора центрального направления. В подобных случаях, внутренняя энергия увеличивается, т.к. увеличивается температура тел. Но работа при этом не совершается. Значит, делаем вывод, изменение внутренней энергии может произойти не из-за совершения определенной работы.
Рассмотрим еще один пример.
В стакан с водой опустим металлическую спицу. Кинетическая энергия молекул горячей воды, больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам холодного металла. Таким образом, энергия молекул воды будет определенным образом уменьшаться, тем временем как энергия частиц металла будет повышаться. Температуры воды понизится, а температуры спицы не спеша, будет увеличиваться. В дальнейшем, разница между температурой спицы и воды исчезнет. За счет этого опыта мы увидели изменение внутренней энергии различных тел. Делаем вывод: внутренняя энергия различных тел изменяется за счет теплопередачи.
Процесс преобразования внутренней энергии без совершения определенной работы над телом или самим телом называется теплопередачей.
Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!
blog.
сайт,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
Теплообмен
Теплообмен — это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.
Теплообмен всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Когда температуры тел выравниваются, теплообмен прекращается.
Теплообмен может осуществляться тремя способами:
- теплопроводностью
- конвекцией
- излучением
Теплопроводность
Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте.
Наибольшей теплопроводностью обладают металлы — она у них в сотни раз больше, чем у воды. Исключением являются ртуть и свинец, но и здесь теплопроводность в десятки раз больше, чем у воды.
При опускании металлической спицы в стакан с горячей водой очень скоро конец спицы становился тоже горячим.
Следовательно, внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку.
Нагревание кастрюли на электрической плитке происходит через теплопроводность.
Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.
Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится. Другой конец палки, находящийся снаружи, будет холодным. Значит, дерево обладает плохой теплопроводностью.
Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки. Через некоторое время он нагреется, другой же конец, останется холодным. Следовательно, и стекло имеет плохую теплопроводность.
Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.
Значит, металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь.
Теплопроводность у различных веществ различна.
Плохой теплопроводностью обладают шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ содержится воздух. Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (освобожденное от воздуха пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.
Если возникает необходимость предохранить тело от охлаждения или нагревания, то применяют вещества с малой теплопроводностью. Так, для кастрюль, сковородок ручки из пластмассы. Дома строят из бревен или кирпича, обладающих плохой теплопроводностью, а значит, предохраняют от охлаждения.
Конвекция
Конвекция — это процесс теплопередачи, осуществляемый путем переноса энергии потоками жидкости или газа.
Пример явления конвекции: небольшая бумажная вертушка, поставленная над пламенем свечи или электрической лампочкой, под действием поднимающегося нагретого воздуха начинает вращаться. Это явление можно объяснить таким образом. Воздух, соприкасаясь с теплой лампой, нагревается, расширяется и становится менее плотным, чем окружающий его холодный воздух. Сила Архимеда, действующая на теплый воздух со стороны холодного снизу вверх, больше, чем сила тяжести, которая действует на теплый воздух. В результате нагретый воздух «всплывает», поднимается вверх, а его место занимает холодный воздух.
При конвекции энергия переносится самими струями газа или жидкости.
Различают два вида конвекции:
- естественная (или свободная)
Наблюдается при перемешивании жидкости мешалкой, ложкой, насосом и т. д.
Для того, чтобы в жидкостях и газах происходила конвекция, необходимо их нагревать снизу.
Конвекция в твердых телах происходить не может.
Излучение
Излучение — электромагнитное излучение, испускаемое за счет внутренней энергии веществом, находящимся при определенной температуре.
Мощность теплового излучения объекта, удовлетворяющего критериям абсолютно черного тела, описывается законом Стефана — Больцмана.
Отношение излучательной и поглощательной способностей тел описывается законом излучения Кирхгофа.
Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи: она может осуществляться в полном вакууме.
Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например тело человека, печь, электрическая лампочка и др. Но чем выше температура тела, тем больше энергии передает оно путем излучения. При этом энергия частично поглощается этими телами, а частично отражается.
При поглощении энергии тела нагреваются по-разному, в зависимости от состояния поверхности.
Тела с темной поверхностью лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность. В то же время тела с темной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью. Например, в светлом чайнике горячая вода дольше сохраняет высокую температуру, чем в темном.
Другие заметки по физике
Способы изменения внутренней энергии.
Untitled Document
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ
Задание 915.
Закрытую пробирку погрузили в горячую воду. Изменилась ли кинетическая и потенциальная энергия молекул воздуха в пробирке? Если изменилась, то как?
Ответ
Задание 916.
Две одинаковые колбы соединены
с одинаковыми манометрами (рис. 254). Одну колбу опустили в сосуд с горячей
водой, а другую — в сосуд с холодной. При этом уровни поверхности жидкости в
манометрах изменились (относительно штриховой линии) и установились так, как
показано на рисунках.
Определите, в каком сосуде температура воды выше. В какой
колбе кинетическая энергия молекул воздуха увеличилась?
Рис.254
Ответ
Задание 917.
По условиям предыдущей задачи определите:
А) в какой колбе внутренняя
энергия воздуха увеличилась, в какой — уменьшилась;
б) в какой колбе внутренняя энергия воздуха изменилась больше относительно первоначального
значения, а в какой — меньше;
в) в каком манометре механическая работа, произведенная по подъему жидкости,
больше;
г) за счет какой энергии совершалась механическая работа по подъему жидкостей
в манометрах.
Ответ
Задание 918.
В один стакан налита холодная вода, в другой — столько же кипятка. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией?
Ответ
Задание 919.
Два медных бруска одинаковой
формы и массами 100 и 500 г были взяты при комнатной температуре и погружены
в кипящую воду на одинаковое время.
Изменилась ли их внутренняя энергия? Одинаково
ли изменилось значение внутренней энергии этих брусков относительно друг друга?
Ответы объясните.
Ответ
Задание 920.
В сосуде нагрели воду. Можно ли сказать, что внутренняя энергия воды увеличилась? Можно ли сказать, что воде передано некоторое количество теплоты? Ответы объясните.
Ответ
Задание 921.
После обработки на точильном круге зубило становится горячим. Зубило, вынутое из горна, тоже горячее. Одинакова ли причина повышения температуры зубил?
Ответ
Задание 922.
В закрытой трубке находится капля ртути (рис. 256). Трубку с одного конца нагрели. Объясните, за счет какой энергии совершается работа по перемещению ртути в трубке.
Ответ
Задание 923.
При трении головки спички о коробок спичка воспламеняется. Объясните явление.
Рис.256
Ответ
Задание 924.
Спичка загорается при трении ее о коробок. Она вспыхивает и при внесении ее в пламя свечи. В чем сходство и различие причин, приведших к воспламенению спички в обоих случаях?
Ответ
Задание 925.
Можно ли сказать (см. предыдущую задачу), что внутренняя энергия спичечной головки увеличилась, что ей передано некоторое количество теплоты, что она нагрелась до температуры воспламенения?
Ответ
Задание 926.
Почему врач, поставив медицинский термометр больному, смотрит показание термометра не раньше чем через 5-7 мин?
Ответ
Задание 927.
Какие превращения энергии происходят в опыте (рис. 257)?
Рис.257
Ответ
Задание 928.
Со дна водоема всплывает пузырек воздуха. За счет чего увеличивается его потенциальная энергия?
Ответ
Задание 929.
Объясните, почему происходит изменение внутренней энергии:
а) при сжатии и расширении
воздуха;
б) при нагревании воды в кастрюле;
в) при сжатии и растяжении резины;
г) при таянии льда.
Ответ
Задание 930.
Приведите примеры изменения внутренней энергии тела в процессе совершения работы при: трении, ударе, сжатии.
Ответ
Задание 931.
В одном сосуде разреженный газ. В другом таком же сосуде — сжатый. В каком сосуде газ имеет большую потенциальную энергию взаимодействия молекул и почему?
Ответ
Задание 932.
Почему пила нагревается, если ею пилить длительное время?
Ответ
Задание 933.
Объясните, на каком физическом явлении основан способ добывания огня трением.
Ответ
Задание 934.
Почему, если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки?
Ответ
Задание 935.
Стеклянную банку с нагретым воздухом поставили на резиновую пленку (от детского надувного шара), укрепленную на обруче тагана-треножника (рис. 258). За счет убыли какой энергии приобрела потенциальную энергию резиновая пленка? Что является причиной деформации пленки?
Рис.
258
Ответ
Задание 936.
Почему коньки легко скользят по льду, а по стеклу, поверхность которого более гладкая, на коньках кататься невозможно?
Ответ
Задание 937.
Почему при вбивании гвоздя его шляпка нагревается слабо, а когда гвоздь уже вбит, то достаточно нескольких ударов, чтобы сильно нагреть шляпку?
Ответ
Задание 938.
Ответьте на вопросы:
А) Какие превращения энергии
происходят при торможении движущегося автомобиля?
б) Почему вода фонтана не поднимается до уровня воды в воронке (см. рис.
147)?
в) Как изменяется внутренняя энергия газа в пузырьке, который всплывает со дна
водоема?
Ответ
Задание 939.
Почему шариковые, роликовые и игольчатые подшипники у машин нагреваются меньше, чем подшипники скольжения?
Ответ
Задание 940.
Что является причиной сильного нагревания и сгорания искусственных спутников Земли при вхождении их в нижние плотные слои атмосферы?
Ответ
Задание 941.
При скоростной обработке металла температура в точках отделения стружки от изделия повышается на 800-900 °С. Объясните причину явления.
Ответ
Задание 942.
При опиловке металла напильником один ученик за 5 мин снял слой толщиной 2 мм. Другой ученик при обработке такой же детали за то же время снял таким же напильником слой толщиной 3 мм. Почему повысилась температура деталей? У кого из учащихся деталь после обработки приобрела более высокую температуру? Почему?
Ответ
Задание 943.
Как объяснить, что при откачивании воздуха из баллона внутренняя энергия оставшейся части воздуха уменьшилась?
Ответ
Задание 944.
Две серебряные чайные ложки различной массы опустили в стакан с горячей водой. Будут ли равны температуры ложек и изменения их внутренних энергий через 1 с после погружения; через 0,5 ч?
Ответ
Может ли человек измениться внутренне? Вопрос, который каждый задавал себе хотя бы раз.
Не хотеть менять положение дел в жизни означает тот факт, что индивидуум готов смириться со своей судьбой. Мучительные проблемы, разногласия, непонимание самого себя — эти и другие комплексы полностью отнимают настроение действовать, и чувствовать вкус личной свободы. Чего хотят многие? Стать богатым, получить признание окружающих, открыть свой бизнес, быть независимым. Как измениться внутренне и поможет ли это в достижении собственной цели? Самое ценное для себя вы найдете в нашей статье.
Как измениться внутренне и начать жить сначала
Факт фактом, но часто помехами на нашем пути к успеху являются не люди, политика страны, а мы сами. Характер — вот, то что строит каждого по полочкам и позволяет ему делать изменения в лучшую или худшую сторону. Кто-то спросит: «Мне же необходимо полностью измениться, но характер заложен генетически, воспитанием». Не совсем так! Если перемены — это действительно то, что позволит подарить ощущение счастья, тогда выбор очевиден. «Мысли и восприятие окружающего мира материальны», — с таким выражением трудно не согласиться.
Каждое событие, мысль, слово, движение формируются из внутренней философии личности. Они являются прямым отражением собственных переживаний, опыта, мечтаний. Решение — главный ключ к личностному успеху. и начать меняться здесь и сейчас — такое решение должно быть подкреплено мотивирующими действиями.
Быть честным с собой — главное правило! Каждое слово и мысль следует подкреплять действиями, иначе личность будет «законсервирована». Многие психологи утверждают: «Кто как ни вы сами любите себя больше, чем другие люди. Такая любовь должна быть во благо. Учиться на своих ошибках, перестать думать, что говорят окружающие, радоваться маленьким победам, наконец то, хвалить себя — такие симптомы гарантированно избавят от мнимых предрассудков».
Создается встречный вопрос — может ли человек измениться внутренне, если явны симптомы хронического непринятия самого себя? Нужно вспомнить, насколько часто личность хвалит себя за победы в определенной сфере, одобряет в себе риск поменять курс дел или полностью его подавляет.
И, главное, насколько сильно исходят переживания, когда личность попадает в неловкие/нестандартные ситуации в обществе.
Люди чаще привыкли журить себя по мелочам о собственной внешности, умственным способностям, что и демонстрирует хроническую неприязнь своего внутреннего мира. Данную тему отлично подчеркивает высказывание: «Пока вы не сможете полюбить себя, попытки измениться будут бессмысленны».
Умение ценить свою индивидуальность — пропуск в мир внутренней свободы. Как измениться внутренне девушке, когда она сомневается в своей женственности? Как стать другим парню, если он не сформировал в себе твердый и уверенный характер? Очень трудно! Задачей будет заглянуть себе глубоко в душу и найти то, с чем следует бороться.
Эффективная практика для формирования целостной личности
Здесь будет затронута тема — как измениться внутренне по методике психологов. Данные советы станут отправной точкой для нового «Я»:
Составить список всех вещей, которые мешают жить полной грудью.
Найти «корень зла» во всем происходящем — главная задача, способная перевернуть восприятие.
Написать мотивирующее письмо самому себе, но в будущем.
Студент видит себя фотографом-путешественником? Женщина хочет найти вторую половину? Важно указать те действия, которые личность готова выполнить любой ценой.
Оценить масштаб желанного будущего.
Какие преобразования возможны от определенного поступка? Существуют ли преграды, которые можно исключить или снизить их влияние?
Признаться в своих ошибках.
Работа над ошибками была актуальной не только в школе, но и в любом возрасте! Найти пути их решения, исключить риск повтора фатальных ситуаций, разрушающих внутреннюю целостность.
Постоянно записывать сомнения, которые возникают на пути к новому «Я».
Характер, заложенный годами, стиль жизни и поведение — камни преткновения, способные свести все попытки на нет. Каждый по своей природе стремится к зоне комфорта. Спокойствие притягивает такие симптомы как лень, страхи, тревога, волнение.
Борьба с самим собой, окружающими — необходимые меры, формирующие характер. Важно знать — многие предрассудки искусственно созданы разумом.
Говорить вслух желанное.
«Я могу», «у меня выйдет», «меня ничто не остановит» — такие реплики воплощают внутри энергию к действиям. Дополнительным плюсом в карму будет благодарность. Любовь к миру, родным, близким, позитивный настрой не дают место отрицательным слабостям.
Изменить мировосприятие и смысл жизни
Известный тренер по личностному росту Роберт Кийосаки как-то говорил в своей лекции: «Нужно отказаться от устаревших рамок, угнетающих ваши мечтания». Трудно не согласиться, ведь они стоят на пути к желанной цели. Стереотипы родителей, друзей, всего общества способны трансформировать взгляд человека на мир и самого себя. Родные не всегда объективно могут дать хороший совет, чтобы преуспеть в конкретном деле. Что можно сделать? Перестать опираться на чужие принципы!
Иметь собственное хобби
Увлечения привносят в жизнь новые краски и позволяют отвлечься от моральной нагрузки.
Занятость не отнимает слишком много времени на пути к успеху? Идеально! Также отлично, когда удается сделать развлечение дополнительным источником дохода или отдыхом.
Не судить и не оценивать других людей
Прежде всего, оптимально начать с самого себя — это позволит сохранить внутренний мир и равновесие. Нервы, переживания от отсутствия взаимопонимания с другом, коллегой не приведут ни к чему хорошему. Лучший способ — понять оппонента и изредка взаимодействовать с ним. Если человек дорог — находить компромисс. Кто-то несет в жизнь ссоры, негатив, является «отяжеляющим камнем» — максимально избегайте его.
Не откладывать важные действия на потом
Даже если идея является практически недостижимой — неудачной идеей станет на корне отказаться от нее. Если ощущается необходимость — самое время ее реализовывать. Нельзя оправдывать безделье, ведь за это время возможно воплотить некоторые этапы стратегии в реальность.
Не отчаиваться по мелочам
«Первый блин комом» и «попытки оправдывают весь путь» — данные высказывания взаимодополняют друг друга.
По сути, неудачи — это наши полезные помощники. Каждая попытка является своеобразным опытом, моральной подготовкой, мотивацией не останавливаться на пути собственного развития. Требуется немалая решительность, сила воли, тем более, если результат того стоит! Сильный не позволит себе «сбавить газ» на дороге к намеченным целям.
Может ли человек измениться внутренне? Определенно, да! С каждым усилием желанное становится явным и в этом не стоит сомневаться! Конечно, вы не приступите к ним прямо сейчас, но хотя бы будете с собой честны! Поделитесь данной статьей с друзьями/родными/близкими, если она стала для вас полезной.
915. Закрытую пробирку погрузили в горячую воду. Изменилась ли кинетическая и потенциальная энергия молекул воздуха в пробирке? Если изменилась, то как?
Согласно MKT температура газа пропорциональна средней кинетической энергии молекул. Соответственно кинетическая энергия молекул увеличится. Потенциальная энергия останется неизменной, так как она зависит от расстояния между молекулами.
916. Две одинаковые колбы соединены с одинаковыми манометрами (рис. 254 и 255). Одну колбу опустили в сосуд с горячей водой, а другую — в сосуд с холодной. При этом уровни поверхности жидкости в манометрах изменились (относительно штриховой линии) и установились так, как показано на рисунках. Определите, в каком сосуде температура воды выше. В какой колбе кинетическая энергия молекул воздуха увеличилась?
В сосуде В температура больше, чем в сосуде А. Кинетическая энергия молекул в нем увеличилась.
917. По условиям предыдущей задачи определите: а) в какой колбе внутренняя энергия воздуха увеличилась, в какой — уменьшилась; б) в какой колбе внутренняя энергия воздуха изменилась больше относительно первоначального значения, а в какой — меньше; в) в каком манометре механическая работа, произведенная по подъему жидкости, больше; г) за счет какой энергии совершалась механическая работа по подъему жидкостей в манометрах.
а) внутренняя энергия воздуха увеличилась в сосуде В.
б) в сосуде В внутренняя энергия изменилась больше относительно первоначального уровня.
в) в манометре, соединенном с сосудом В, механическая работа, произведенная по поднятию жидкости, больше.
г) за счет разности сил давления атмосферного воздуха и воздуха в колбе.
918. В один стакан налита холодная вода, в другой — столько же кипятка. В каком стакане вода обладает большей внутренней энергией?
В стакане с кипятком.
919. Два медных бруска одинаковой формы и массами 100 и 500 г были взяты при комнатной температуре и погружены в кипящую воду на одинаковое время. Изменилась ли их внутренняя энергия? Одинаково ли изменилось значение внутренней энергии этих брусков относительно друг друга? Ответы объясните.
Да; нет: у бруска массой 0,5 кг численное значение внутренней энергии увеличилось больше, чем у бруска массой 0,1 кг. Изменение внутренней энергии тем больше, чем больше число молекул в образце.
920. В сосуде нагрели воду. Можно ли сказать, что внутренняя энергия воды увеличилась? Можно ли сказать, что воде передано некоторое количество теплоты? Ответы объясните.
Да, поскольку внутренняя энергия зависит от температуры.
Да, поскольку для изменения внутренней энергии системы необходимо сообщить ей некоторое количество теплоты.
921. После обработки на точильном круге зубило становится горячим. Зубило, вынутое из горна, тоже горячее. Одинакова ли причина повышения температуры?
Причины повышения температуры имеют различный характер. В первом случае температура повысилась за счет совершения работы, во втором — за счет теплопередачи.
922. В закрытой трубке находится капля ртути (рис. 256). Трубку с одного конца нагрели. Объясните, за счет какой энергии совершается работа по перемещению ртути в трубке.
За счет изменения внутренней энергии воздуха в трубке.
923. При трении головки спички о коробок спичка воспламеняется. Объясните явление.
При трении температура повышается, и становится возможна химическая реакция с выделением теплоты.
924. Спичка загорается при трении ее о коробок. Она вспыхивает и при внесении ее в пламя свечи.
В чем сходство и различие причин, приведших к воспламенению спички в обоих случаях?
Сходства: спичка загорелась при повышении температуры ее головки.
Различия: в первом случае температура повысилась за счет работы силы трения, во втором — за счет полученной теплоты Q от пламени свечи.
925. Можно ли сказать (см. предыдущую задачу), что внутренняя энергия спичечной головки увеличилась; что ей передано некоторое количество теплоты; что она нагрелась до температуры воспламенения?
Первое и третье утверждения верны во всех случаях; второе — только когда спичку внесли в пламя.
926. Почему врач, поставив медицинский термометр больному, смотрит показание термометра не раньше, чем через 5-7 мин?
Требуется время для того, чтобы сравнялись температуры термометра и тела посредством теплопередачи.
927. Какие превращения энергии происходят в опыте (рис. 257)?
Внутренняя энергия топлива горелки передается системе вода-пар, и внутренняя энергия воды и пара увеличивается, а та в свою очередь переходит в механическую энергию вылетевшей пробки.
928. Со дна водоема всплывает пузырек воздуха. За счет чего увеличивается его потенциальная энергия?
Пренебрегая силой сопротивления, сумма потенциальной энергии воды и потенциальной и кинетической энергий пузырька должна быть постоянной. Следовательно, потенциальная энергия пузырька за некоторый промежуток времени увеличивается на такую величину, на которую уменьшается потенциальная энергия воды.
929. Объясните, почему происходит изменение внутренней энергии: а) при сжатии и расширении воздуха; б) при нагревании воды в кастрюле; в) при сжатии и растяжении резины; г) при таянии льда.
а) за счет изменения потенциальной энергии молекул газа, она зависит от расстояния между ними.
б) за счет изменения кинетической энергии молекул воды.
в)см. пункт а).
г) см. пункт б).
930. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела в процессе совершения работы при: трении, ударе, сжатии.
При трении ножа о точило температура ножа увеличивается, его внутренняя энергия также увеличивается.
При ударе молотка по гвоздю температура и внутренняя энергия гвоздя увеличиваются. Тоже происходит при сжатии воздуха в велосипедном насосе.
931. В одном сосуде разреженный газ. В другом таком же сосуде — сжатый. В каком сосуде газ имеет большую потенциальную энергию взаимодействия молекул и почему?
Во втором, поскольку потенциальная энергия взаимодействия молекул зависит от расстояния между ними.
932. Почему пила нагревается, если ею пилить длительное время?
За счет силы трения совершается работа по изменению внутренней энергии пилы.
933. Объясните, на каком физическом явлении основан способ добывания огня трением.
На повышении внутренней энергии и температуры за счет работы силы трения.
934.Почему, если быстро скользить вниз по шесту или канату, можно обжечь руки?
Сила трения совершает работу по увеличению внутренней энергии и температуры рук.
935. Стеклянную банку с нагретым воздухом поставили на резиновую пленку (от детского надувного шара), укрепленную на обруче тагана-треножника (рис.
258). За счет убыли какой энергии приобрела потенциальную энергию резиновая пленка? Что является причиной деформации пленки?
За счет убыли внутренней энергии в банке, которая перешла в окружающую среду. Причина деформации пленки — разность давлений атмосферы и воздуха в банке.
936. Почему коньки легко скользят по льду, а по стеклу, поверхность которого более гладкая, на коньках кататься невозможно?
При скольжении по льду внутренняя энергия коньков и льда увеличивается и между ними создается водяная прослойка, уменьшающая силу трения.
937. Почему при вбивании гвоздя его шляпка нагревается слабо, а когда гвоздь уже вбит, то достаточно нескольких ударов, чтобы сильно нагреть шляпку?
При забивании гвоздя его шляпка нагревается слабо, поскольку энергия удара расходуется на преодоление сил трения при перемещении гвоздя в дереве. Когда гвоздь уже заколочен, при ударах его шляпка нагревается сильнее, так как энергия удара расходуется главным образом на увеличение внутренней энергии гвоздя.
938. Ответьте на вопросы: а) Какие превращения энергии происходят при торможении движущегося автомобиля? б) Почему вода фонтана не поднимается до уровня воды в воронке (см. рис. 147)? в) Как изменяется внутренняя энергия газа в пузырьке, который всплывает со дна водоема?
а) кинетическая энергия автомобиля расходуется на работу против силы трения и переходит во внутреннюю энергию покрышек и дороги.
б) вода в фонтане не поднимается до уровня воды в воронке, так как часть кинетической энергии расходуется на преодоление трения и в конечном счете переходит во внутреннюю энергию воды и трубки.
в) внутренняя энергия газа в пузырьке, всплывающем со дна водоема, уменьшается по мере подъема пузырька вверх (воздух внутри пузырька совершает работу по увеличению своего объема).
939. Почему шариковые, роликовые и игольчатые подшипники у машин нагреваются меньше, чем подшипники скольжения?
Сила трения в подшипниках скольжения больше.
940. Что является причиной сильного нагревания и сгорания искусственных спутников Земли при вхождении их в нижние плотные слои атмосферы?
Трение спутников об атмосферу Земли.
941. При скоростной обработке металла температура в точках отделения стружки от изделия повышается на 800-900 °С. Объясните причину явления.
При обработке металла его температура увеличивается за счет совершения работы силы трения.
942. При опиловке металла напильником один ученик за 5 мин снял слой толщиной 2 мм. Другой ученик при обработке такой же детали за то же время снял таким же напильником слой толщиной 3 мм. Почему повысилась температура деталей? У кого из учащихся деталь после обработки приобрела более высокую температуру? Почему?
Температура повысилась за счет работы силы трения. У второго ученика деталь нагрелась сильнее, так как он совершил большую работу.
943. Как объяснить, что при откачивании воздуха из баллона внутренняя энергия оставшейся части воздуха уменьшилась?
Внутренняя энергия уменьшается, поскольку при откачивании уменьшается число частиц в баллоне.
944. Две серебряные чайные ложки различной массы опустили в стакан с горячей водой.
Будут ли равны температуры ложек и изменения их внутренних энергий через 1 с после погружения; через 0,5 ч?
Их температура будут различными через 1 с и одинаковыми — через 0,5 ч. Изменения внутренней энергии в обоих случаях будут различными.
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ И СПОСОБЫ ЕЕ ИЗМЕНЕНИЯ.
Достаточный уровень
1. В один стакан налита холодная вода, в другой — столько же горячей воды. Одинакова ли внутренняя энергия воды в этих стаканах?
Ответ: внутренняя энергия горячей воды больше
2.
На столе в кухне стоят стакан и графин
с водой.
Одинаковы ли внутренние
энергии воды в этих сосудах?
Ответ:
внутренняя энергия воды в графине
больше
в графине молекул воды больше,
чем в стакане,
а внутренняя энергия
воды равна сумме энергий всех молекул
3. Как будет изменяться внутренняя энергия воды в кастрюле по мере ее подогревания?
Ответ: внутренняя энергия воды в кастрюле по мере ее подогревания увеличивается
выше
температура, больше скорость молекул,
больше
кинетическая энергия, больше внутренняя
энергия
4.
Продукты положили в холодильник. Как
изменилась их внутренняя энергия?
Ответ:
внутренняя энергия продуктов стала
меньше
ниже температура, меньше
скорость молекул,
меньше кинетическая
энергия, меньше внутренняя энергия
5. Укажите, в каких из перечисленных ниже случаях внутренняя энергия воды не меняется:
а) воду несут в ведре; б) переливают ее из ведра в чайник; в) нагревают до кипения.
Ответ: а) воду несут в ведре; б) переливают ее из ведра в чайник;
6.
Как можно отогреть озябшие руки, не
используя нагретых предметов или теплых
перчаток?
и температуры рук
7. Каким способом — совершением работы или теплопередачей — изменялась внутренняя энергия детали при ее нагревании в печи перед закалкой? При сверлении в ней отверстия?
Ответ: внутренняя энергия детали при ее нагревании в печи изменялась путем теплопередачи, а при сверлении в ней отверстия путем совершения работы
8. Почему при быстром скольжении вниз по шесту или канату можно обжечь руки?
Ответ: при быстром скольжении вниз по шесту поверхность рук сильно нагревается за счет работы силы трения
9.
Почему и как изменяется внутренняя
энергия пилы при распиливании бревна?
На основании чего вы об этом судите?
Ответ:
сила трения совершает работу по увеличению
внутренней энергии
и температуры
пилы
10. Спичку можно зажечь, если поместить ее в пламя свечи или при ее трении о коробок. Одинаковы ли способы изменения внутренней энергии спички при ее возгорании?
Ответ:
в первом случае нагревание спички
происходит путем теплопередачи,
во
втором – за счет работы силы трения
Средний уровень
1.Как
изменится внутренняя энергия газа при
его внезапном сжатии?
Что будет
свидетельствовать об изменении его
внутренней энергии?
Ответ:
при внезапном сжатии газа расстояние
между молекулами уменьшается,
2.Растяните слегка резиновую нить. Как надо поступить (отпустить нить или растянуть сильнее), чтобы ее внутренняя энергия увеличилась?
Ответ:
если растянуть нить сильнее расстояние
между молекулами увеличивается,
при
этом увеличивается потенциальная
энергия молекул,
внутренняя энергия
газа увеличивается
3.
В
одном сосуде находится вода, в другом
— лед. Массы воды и льда одинаковы.
Вода
или лед имеет больший запас внутренней
энергии? Почему?
Ответ:
вода имеет больший запас внутренней
энергии потому,
что у нее больше
скорость молекул,
больше кинетическая
энергия, больше внутренняя энергия
4.Чем объяснить, что при вколачивании гвоздя его шляпка почти не нагревается, но, когда гвоздь вбит, достаточно нескольких ударов, чтобы шляпка сильно нагрелась?
Ответ:
при забивании гвоздя его шляпка
нагревается слабо,
поскольку энергия
удара расходуется на преодоление силы
трения
при перемещении гвоздя в
дереве.
Когда гвоздь уже заколочен,
при ударах его шляпка нагревается
сильнее, так как энергия удара расходуется
главным образом на увеличение внутренней
энергии гвоздя
5.
Изменится ли внутренняя энергия воды
в море с наступлением ночи?
Ответ: с
наступлением ночи температура воды в
море мало изменяется
и поэтому ее
внутренняя энергия не измениться (?)
6.
Может ли повыситься температура газа
вследствие его взаимодействия с твердым
телом, которое имеет меньшую температуру,
чем газ?
Ответ: при движении тела в газе сила трения совершает работу по увеличению внутренней энергии и температуры газа (?) Пример: метеорит, падая на землю начально имеет температуру меньше температуры воздуха. В результате того, что кинетическая энергия падающего тела переходит во внутреннюю нагревается и воздух и тело.
7. Одна молекула кислорода в воздухе движется в данный момент со скоростью 900 м/с, а другая — со скоростью 1200 м/с. Правильно ли будет сказать, что температура второй молекулы выше?
Ответ: нет (?) О температуре молекулы не имеет смысла говорить-это понятие макроскопическое и может относится только к газу в целом.
Высокий уровень
1. Из чайника выкипела почти вся вода. В некоторый момент массы воды и пара оказались равными. Их температура 100°С. Можно ли утверждать, что внутренние энергии пара и воды одинаковы?
Ответ:
внутренняя энергия пара больше потому,
что у него больше скорость молекул,
больше
кинетическая энергия, больше внутренняя
энергия
2.
В каком случае шина автомобиля при его
движении больше нагреется: когда она
слабо надута или надута хорошо?
Ответ: если
шина автомобиля слабо надута при его
движении сила трения больше
а значит
больше внутренняя энергия
3.Два
одинаковых медных шарика упали с одной
и той же высоты. Первый упал в глину, а
второй, ударившись о камень, отскочил
и был пойман рукой на некоторой высоте.
Который из шариков изменил больше
свою внутреннюю энергию?
Ответ: внутренняя энергия шарика который упал в глину изменилась больше (?) . После отскока кинетическая энергия шарика превратилась в потенциальную с небольшими потерями.. Шарик, упавший в глину потерял всю свою механическую энергию, при торможении она преобразовалась во внутреннюю энергию шарика и глины.
4.Если жидкость, находящуюся в закупоренной бутылке, энергично встряхнуть, то ее температура повышается. Почему нагревается жидкость?
Ответ: если
жидкость, находящуюся в закупоренной
бутылке, энергично встряхнуть
станет
больше скорость молекул, больше
кинетическая энергия, больше внутренняя
энергия (?)
5.
Представьте себе случай, когда какое-либо
тело не имеет механической энергии.
Реальна ли такая ситуация? Поясните это на примере.
Ответ:
на земле лежит кирпич, его потенциальная
энергия равна нулю,
кирпич находится
в состоянии покоя, значит его кинетическая
энергия тоже равна нулю
6.
Возможно ли отсутствие у какого-нибудь
тела внутренней энергии?
Что для этого
должно произойти?
Ответ: нет, должно прекратиться движение молекул (?) и молекулы должны перестать друг с другом взаимодействовать-должны исчезнуть силы притяжения и отталкивания.
7. Изменится ли потенциальная энергия медного шара, лежащего на горизонтально расположенной поверхности стола, если повысить его температуру?
Ответ: потенциальная энергия медного шара при этом не изменится (?) , но изменится потенциальная и кинетическая энергия молекул его составляющих.
8. Со дна водоема всплывает пузырек воздуха. За счет чего увеличивается его потенциальная энергия? Меняется ли при этом его внутренняя энергия?
Ответ: увеличение
потенциальная энергии пузырька воздуха
происходит за счет уменьшения потенциальной
энергии воды, при этом его внутренняя
энергия не изменится (?)
Внутренняя
энергия меняется незначительно.
На
большей глубине давление больше и воздух
сжат сильнее, при подъеме размер пузырька
увеличивается, изменяются промежутки
между молекулами-а значит и потенциальная
энергия взаимодействия молекул. Но в
газе расстояния между молекулами
настолько велики даже в сжатом состоянии,
что это изменение несущественно.
22.Когда автомобиль больше расходует горючее: при езде без остановок или с остановками?
Горючее будет расходоваться по разному из-за разных энергетических затрат. При езде без остановок энергия топлива тратится на совершение механической работы по перемещению автомобиля, увеличение внутренней энергии трущихся детали и выхлопных газов. При езде с остановками к этим расходам добавляются затраты по преодолению силы трения покоя, которая всегда выше трения качения, и увеличению внутренней энергии тормозных дисков, шин и дороги при торможении.
44.За счет какой энергии совершается механическая работа при повышении столбика ртути в термометре?
Столбик
ртути в термометре поднимается, когда
температура жидкости возрастает.
Это
значит, что увеличилась скорость движения
молекул и промежутки между ними,
следовательно увеличилась внутренняя
энергия. Часть ее тратится на совершение
механической работы.
55.Верно ли утверждение: при теплообмене энергия всегда переходит от тел с большей внутренней энергией к телам с меньшей внутренней энергией?
Нет. При теплообмене энергия переходит от тела с большей температурой к менее нагретому телу, т.е. выравнивается кинетическая энергия молекул их составляющих. Но внутренняя энергия тела равна суммарной кинетической и потенциальной энергии всех молекул этого тела. Литр воды имеет большую внутреннюю энергию, чем капля, но при равной температуре теплообмен не происходит.
66.По
озеру на большой скорости плывет катер.
Изменяется ли при этом внутренняя
энергия воды в озере? Как? Почему?
Объясните. Конечно
же внутренняя энергия воды в озере будет
увеличиваться как и при любом процессе,
связанном с трением. Если бы катер не
терял постоянно энергию на совершение
работы по преодолению силы трения, то
при движении с выключенным двигателем
его скорость оставалась бы неизменной.
Энергия топлива расходуется на увеличение
внутренней энергии деталей двигателя,
окружающего воздуха, воды и корпуса
катера.
3. Сжатую пружину поместили в сосуд с кислотой и растворили ее. Куда «исчезла» потенциальная энергия сжатой пружины?
4. Что можно сказать о внутренней энергии тела, температура которого понизилась?
5. Два медных бруска имеют одинаковую температуру, но масса одного 1 кг, а другого — 0,5 кг. Какой из двух данных брусков обладает большей внутренней энергией? Внутренняя энергия равна суммарной потенциальной и кинетической энергии молекул составляющей тело, в первом теле молекул больше, а значит и внутренняя энергия его больше.
1.
Можно ли ртутным медицинским термометром
измерить температуру капли? Нет.
Измерение температуры термометром
основано на теплообмене между термометром
и измеряемым телом. При этом, для
достоверности измерения необходимо,
чтобы внутренняя энергия измеряемого
тела менялась незначительно. Внутренняя
энергия термометра значительно больше
энергии капли, при теплообмене между
термометром и каплей температура капли
изменится существенно.
11. Кусок сахара раздробили на мелкие кусочки, а потом растерли в порошок. В каком случае внутренняя энергия сахара больше? Почему?
2. Дотронувшись рукой до поверхности двух тел, вам показалось, что одно из них более холодное. Можно ли из этого сделать вывод, что поверхность каждого из тел имеет разную температуру? Нет. Наше ощущение холодного и горячего связано не столько с температурой, сколько с интенсивностью теплообмена между рукой и телом. При одинаковой температуре, разные вещества имеют разную теплопроводность и теплоемкость. Поэтому при комнатной температуре металл ощущается более холодным, чем, например, дерево.
5.
Два ртутных термометра с различной
массой ртути в них опустили в горячую
воду. Одинаковую ли температуру покажут
термометры? Да.
Если термометры имеют разные массы
ртути, то увеличение объема ртути при
нагревании будет сильнее заметно у
большего термометра, что позволит
сделать для него более чувствительную
шкалу, но температура будет одинаковой.
ответом
на вопрос… кинетической энергии молекул жидкости А 6 Часть воды испарилась из чашки при отсутствии теплообмена с окружающей средой. Температура воды …
Учебное пособие содержит краткое изложение основных теоретических положений, задачи по всем разделам курса общей физики, ответы и предложения, которыми можно воспользоваться при решении задач. Ббк 22. 3
Сборник задач… скорость молекул водорода больше средней квадратичной скорости молекул водя ных паров при той же температуре ? При какой температуре молекулы …
Укажите пару веществ, скорость диффузии которых наибольшая при прочих равных условиях
ДокументСосуд в горячую воду . Определите температуру горячей воды . Начальная температура газа 20 … повышая температуру 2) уменьшая объём сосуда 3) увеличивая внутреннюю энергию 4) .
.. кинетической теории о том, что скорость молекул растет при увеличении температуры …
В опытах Штерна по определению скоростей атомов в парах серебра подсчитывали число частиц N, модуль скорости которых попадает в определённые одинаковые интервалы Δυ от 0 до 1000 м/с. Какой рисунок соответствует результатам опытов?
ДокументИмеет большую плотность молекулы газа передают стенкам энергию молекулы газа передают стенкам импульс Сравнить кинетические энергии молекул … температуре выше определенной, т.к. иначе они могут взорваться. Это связано с тем, что внутренняя энергия …
Пожалуй, одним из самых распространенных и опасных человеческих заблуждений касательно человека является вера в то, что себя, свою личность изменить нельзя. Эта вера покоится на убеждении в том, что существуют закрепленные за нами качества, способности, вкусы, привычки и недостатки, которые являют собой суть нашей личности и не поддаются изменению.
Часто приходится слышать «Ну такой я человек(ленивый, без определенных способностей, нужных качеств итд) я по-другому не могу и тут ничего не поделаешь»
. Так считают многие и носятся с этим убеждением всю жизнь.
Так можно ли изменить свою личность? Если да, то как можно себя изменить?
Можно ли изменить себя?
Или действительно, личность есть нечто непреходящее и неизменное и все метаморфозы, которые могут в ней произойти, так сказать, косметические и не касаются ее сути. Я уверен, что изменить себя можно и причем в лучшую сторону: избавиться от личностный недостатков, заполучить и развить определенные качества, поменять характер…
Каждый может, если захочет, преобразиться до неузнаваемости: побороть «природную» трусость и застенчивость, став сильным характером и уверенным, умерить склонность к тревогам и переживаниям, обретя крепкие нервы и невозмутимость. Вчерашний робкий и забитый юноша, может стать общительным и молодым человеком, просто приложив определенные усилия.
И было бы ошибкой полагать, что робость и замкнутость у этого юноши в крови и он «от природы» зажат и не приспособлен к общению. Эта ошибка, это заблуждение не носит безобидный, с практической точки зрения, характер, как например заблуждение, заключающее в том, что Сингапур — столица Африки (конечно при условии что вы не сдаете итоговые экзамены по географии в институте, а в случае провала вас не ждет масса незабываемых впечатлений на необъятных просторах нашей родины в составе армейской части).
Это ложное убеждение намного опаснее, чем безобидное географическое, так как, веря в то, что себя изменить нельзя, вы опускаете руки, боитесь прикладывать усилия в работе над собой и так и живете со своими недостатками, которые мешают вам жить и отравляют жизнь окружающих вас людей.
Почему же я так уверен в том, что изменить себя можно?
Во-первых, человеческий вид от природы оснащен сильным адаптационным потенциалом, способностью изменяться, подстраиваясь под условия окружающей действительности.
Это делает человека гибким и дает возможность меняться либо под внешним воздействием либо управляя сознательными усилиями воли изнутри, соизмеряя это усилие с внутренней потребностью к изменению личности. (в контексте данного ресурса, нас интересует последнее, а именно сознательное управление тем, как мы будем меняться и будем ли вообще. Мы же сами хотим решить какими нам стать?
Верно?)
Во-вторых, есть масса примеров тому, как люди менялись либо в худшую, либо в лучшую сторону. Одним из таких примеров являюсь я сам, автор этих строк. Мне удалось, поборов внутреннее сопротивление, стать более уверенным в себе, дисциплинированным, организованным и общительным.
Это проявилось в улучшении качества моей жизни и реализации значительных жизненных достижений. А ведь раньше я тоже считал лень, склонность к переживаниям и депрессии, трусость, застенчивость, неумение себя держать и контролировать свои чувства исконно своими непреходящими качествами и не верил в возможность их изменения.
Мне казалось, что я такой какой какой есть и таким останусь. Действительность показала то, что я ошибался: я справился с депрессией и приступами тревоги и паники без всяких таблеток или лечения, улучшились мои математические способности, (раньше считал что их вообще у меня нет) изменились даже мои музыкальные вкусы (не то что переменились, а очень сильно расширились) и еще много чего, этот список можно продолжать очень долго.
Ценность борьбы с собой
Так что я буду настаивать на том, чтобы читатель этих строк, вместо того, чтобы губить себя верой в неизменность своей личности, все таки брал и пробовал работать над собой и меняться. Даже если ему не удастся стать тем, кем он хочет, то все равно его усилия будут вознаграждены. Так как борьба и попытки справится с внутренним сопротивлением, которое обязательно возникнет на пути, если вы захотите изменить себя, всегда окупаются!
Действуя вопреки сопротивлению, против своих слабостей и укорененных привычек, вы тренируете волю и закаляете характер.
Возрастает степень контроля над своими чувствам и приходит трезвое понимание того, что происходит у вас внутри и что руководит вами!
И с точностью, наоборот. Индивидуум, который привык рассматривать себя в качестве совокупности неизменных характерных черт, привычек, недостатков и патологий всегда идет на поводу у своего характера и слабостей. Он остается таким как есть.
Его воля не закаляется в борьбе с чувствами, им управляют его Эго, страхи и комплексы. Каждый день он капитулирует перед ними: его воля слабеет, а подлинная сущность начинает меркнуть за обилием недостатков и привычек.
Внутренняя борьба и сопротивление и их ценность — ядро моей системы саморазвития и самосовершенствования. Ценность этих вещей не только инструментального характера (т.е. не обязательно только средство достижения определенной цели: борьба с комплексами ради победы над ними), но и несут огромную ценность в себе. Про это буду еще писать неоднократно более подробно.
Может ли личность меняться?
Вы должны уяснить, что ваша истинная личность не является
множеством привычек, плодов воспитания и детских травм Все это просто мишура и привычки ума и чувств!
.
Это наживное,т.е. появилось по мере вашего становления и также и исчезнет стоит вам только захотеть: ведь все это не прописано у вас в генах. Личность — понятие динамическое, непрерывно меняющееся, а не что-то предопределенное навсегда!
Ну, конечно же, есть какие-то природные ограничения, врожденные склонности ит.д. То, на что вы никак не повлияете, и я это прекрасно понимаю. В то же время вижу всеобщую потребность к преувеличению числа тех факторов личности, на которые якобы нельзя воздействовать.
То, что является просто-напросто наживным недостатком, проявившимся в следствие лени и нежелании что-то делать, ошибочно воспринимается многими как естественное и раз и навсегда определенное свойство личности! Возможно, это просто психологическая уловка, призванная списать с человека ответственность за свой характер.
Это такое же вопиющее заблуждение как «врожденная безграмотность»! (ну подумайте как она может быть врожденной? мы все рождаемся без знания языка, первые наши слова это простейшие слоги «МАМА» «ПАПА») На самом же деле множество свойств нашего существа, на которые мы принципиально не можем оказать влияние в силу природных, естественных ограничений намного меньше, чем мы все привыкли полагать.
И вы сами в этом убедитесь, когда, в результате вашего саморазвития, вы переживете много позитивных личных метаморфоз, которые затронут те ваши качества, которые вы до этого считали укоренившимися в вас навсегда.
Мой опыт личностных метаморфоз
Мне самому удалось преодолеть множество внутренних негативных черт характера, которые беспокоили меня с самого детства и так бы и продолжали меня беспокоить и портить мою жизнь (а я был очень слабым и болезненным ребенком, а затем юношей и имел множество недостатков (и сейчас их имею, но значительно меньше)). Жаль, что я не обратил на них внимание уже тогда и не начал работать над собой, заручившись уверенностью, что я способен с этим справиться.
И практика только подтвердила мою уверенность, одарив меня ценным результатом как в плане развития своего внутреннего потенциала, так и в контексте улучшения факторов внешнего комфорта и порядка(отношения с людьми, финансовое положение, жизненные достижения итд), как отражение изменений личности.
Обычно те кто говорит «я такой человек и таким останусь» никогда не пытались что-то сделать с собой и измениться к лучшему. Тогда откуда они знают о том что ничего сделать нельзя?
Как изменить себя? Это большой вопрос и этому будут посвящены почти все материалы данного сайта. Ведь саморазвитие и самосовершенствование подразумевают изменения себя и это всегда так. Поэтому данная статья представляет из себя просто попытку разрушить устоявшееся заблуждение и призвать к действию и может быть вселить в кого-то надежду в то, что изменить себя можно . А конкретные рекомендации вы сможете найти сейчас и потом по мере публикации на страницах этого сайта — тема очень обширная.
Меняться в лучшую сторону это противоестественно?
Один раз я напоролся на такое возражение. «Мол, да, изменить себя можно, но зачем это делать? Не является ли это противоестественным? Ты такой какой есть, зачем проявлять насилие над личностью?»
Я же задал встречные вопросы: «Ну а что ты считаешь сформировало твою личность, какие факторы повлияли на ее становление? Из-за чего ты такой какой есть сейчас? Должно быть из-за воспитания, родителей, круга общения и каких-то врожденных параметров (наследственности, природных предрасположенностей ит.
д.).
В основном все эти факторы относятся к случайным , к тем на которые ты не мог повлиять. Ведь родителей не выбирают и круг общения тоже не всегда. Не говоря уже о наследственности и генах. Так получается, что развитие тебя как личности под влиянием внешних, произвольных факторов, которые не сильно зависят от твоей воли ты считаешь естественным.
А попытки сознательно воздействовать на свой характер и привычки, опираясь на понимание того кем ты хочешь стать и формирование каких качеств у тебя отвечает твоим целям — это значит противоестественно? Идти на поводу у внешних обстоятельств, списывая все на милость случая…
Что же такого правильного и естественного в этом? И почему осознанная работа над собой, изменение себя к лучшему для того чтобы достичь счастья и гармонии это воспринимается как насилие над собой?»
Напротив, определяя самостоятельно вектор развития себя, ты вносишь тот порядок в свою жизнь, которого сам желаешь и не предоставляешь внешним обстоятельствам полностью решать каким ты будешь.
Это приближает тебя к претворению твоего жизненного плана, к удовлетворению собой, своей жизнью и своим окружением, которое ты сам выбираешь, а не довольствуешься тем, что тебе навязали внешние обстоятельства.
Что касается вопроса «зачем себя менять?». На него я отвечаю, пожалуй, в бОльшем количестве своих статей в явной и неявной форме. Отвечу еще раз. Саморазвитие — является динамическим процессом непрерывного совершенствования всех лучших человеческих качеств.
Лучшие и худшие качества человека
Под лучшими качествами я понимаю такие свойства натуры, которые отвечают соображениям личного комфорта и счастья, гармоничным взаимоотношениям с людьми, жизненному успеху, преодолению трудностей, внутреннему спокойствию, порядку мыслей, здоровью, силе воли и духовной свободе.
Плохие качества — это те, которые заставляют нас страдать, злиться, разрываться во внутренних противоречиях, затруднять нашу жизнь и отравлять жизнь окружающих, делать нас болезненными, зависимыми от страстей и желаний, слабыми морально и физически.
Развивая хорошие качества и освобождаясь от плохих качеств, вы стремитесь к счастью и свободе, делая наоборот, вы летите в пучину страдания и зависимости. Саморазвитие подразумевает первое. Когда вы способствуете развитию лучших свойств вашей натуры вы меняетесь, так как у вас проявляются новые способности и исчезают старые недостатки. Это и есть смысл саморазвития в этих позитивных личностных метаморфозах.
Вот, собственно, и все, никакой мудреной философии или относительной морали, все упирается в ваше личное счастье и гармонию, а не в какие-то абстрактные идеи. Это то, к чему я хочу чтобы вы стремились и то чему всецело посвящен этот сайт.
Я уже говорил, какой страшной ошибкой является уверенность в невозможности изменить себя. Но еще куда опасной вещью является отсутствие потребности что-то менять в себе. Многие считают, что и так являются венцами творения, достойнейшими представителями человеческого вида и всякие сайты саморазвития они в гробу видели.
Бывает действительно так, что человек действительно очень развит, но чаще всего он попадает в ловушку своей гордыни и самолюбия, считая, что развиваться ему некуда, ведь практически всегда существует возможность куда-то двигаться и что-то улучшать.
Да и к тому же очень часто образование и воспитание не способны развить личностный потенциал полностью (а могут где-то даже навредить), оставляя после себя множество зияющих брешей, нераскрытых способностей, скрытых тревог и комплексов внутри структуры индивидуальности.
Поэтому почти во всех случаях необходимо прилагать усилия для того, чтобы сделать из себя что-то: ведь мало кому повезло настолько что его воспитатели и родители смогли дать нужный для гармоничного развития скачок и решения всех возникающих внутренних проблем и противоречий.
Если вы задаетесь вопросом можно ли себя изменить? , значит вы признаете наличие в себе таких свойств, которые нужно менять и не считаете себя идеалом и тупиком развития и все не так страшно, вы делаете первые шаги к саморазвитию, стоя на пороге чудесных метаморфоз.
Осталось лишь вооружившись поддержкой, которую я вам буду оказывать своими советами и рекомендациями по самосовершенствованию, с песней двинуться в этот нелегкий, но светлый путь.
Способы изменения внутренней энергии тела. Способы изменения внутренней энергии тела При натирании трубки с эфиром
Внутренняя энергия тела не является какой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться.
При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается , так как увеличивается средняя скорость движения молекул.
Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается .
Таким образом, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул .
Попытаемся выяснить, каким способом можно увеличить или уменьшить скорость движения молекул. Для этого проделаем следующий опыт. Укрепим тонкостенную латунную трубку на подставке (рис. 3). Нальём в трубку немного эфира и закроем пробкой. Затем трубку обовьём верёвкой и начнём быстро двигать её то в одну сторону, то в другую. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолкнет пробку.
Опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел.
Рис. 3. Увеличение внутренней энергии тела при совершении работы над ним
Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натирании трубки верёвкой.
Нагревание тел происходит также при ударах, разгибании и сгибании, т. е. при деформации. Внутренняя энергия тела во всех приведённых примерах увеличивается.
Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу .
Если же работу совершает само тело, то его внутренняя, энергия уменьшается .
Проделаем следующий опыт.
В толстостенный стеклянный сосуд, закрытый пробкой, накачаем воздух через специальное отверстие в ней (рис. 4).
Рис. 4. Уменьшение внутренней энергии тела при совершении работы самим телом
Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление означает, что воздух в сосуде стал холоднее.
Находящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совершает за счёт своей внутренней энергии, которая при этом уменьшается. Судить об уменьшении внутренней энергии можно по охлаждению воздуха в сосуде. Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить путём совершения работы .
Внутреннюю энергию тела можно изменить и другим способом, без совершения работы. Например, вода в чайнике, поставленном на плиту, закипает. Воздух и различные предметы в комнате нагреваются от радиатора центрального отопления, крыши домов нагреваются лучами солнца и т. п. Во всех этих случаях повышается температура тел, а значит, увеличивается их внутренняя энергия. Но при этом работа не совершается.
Значит, изменение внутренней энергии может происходить не только в результате совершения работы .
Как можно объяснить увеличение внутренней энергии в этих случаях?
Рассмотрим следующий пример.
Опустим в стакан с горячей водой металлическую спицу.
Кинетическая энергия молекул горячей воды больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды при взаимодействии с частицами холодного металла будут передавать им часть своей кинетической энергии. В результате этого энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться. Температура воды уменьшится, а температура металлической спицы постепенно увеличится. Через некоторое время их температуры выравняются. Этот опыт демонстрирует изменение внутренней энергии тел.
Итак, внутреннюю энергию тел можно изменить путём теплопередачи .
Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом называется теплопередачей.
Теплопередача всегда происходит в определённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Когда температуры тел выравняются, теплопередача прекращается.
Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершая механическую работу или теплопередачей.
Теплопередача, в свою очередь, может осуществляться: 1) теплопроводностью; 2) конвекцией; 3) излучением .
Вопросы
- Пользуясь рисунком 3, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.
- Опишите опыт, показывающий, что за счёт внутренней энергии тело может совершить работу.
- Приведите примеры изменения внутренней энергии тела способом теплопередачи.
- Объясните на основе молекулярного строения вещества нагревание спицы, опущенной в горячую воду.
- Что такое теплопередача?
- Какими двумя способами можно изменить внутреннюю энергию тела?
Упражнение 2
- Сила трения совершает над телом работу. Меняется ли при этом внутренняя энергия тела? По каким признакам можно судить об этом?
- При быстром спуске по канату нагреваются руки. Объясните, почему это происходит.
Задание
Положите монету на лист фанеры или деревянную доску. Прижмите монету к доске и двигайте её быстро то в одну, то в другую сторону.
Заметьте, сколько раз надо передвинуть монету, чтобы она стала тёплой, горячей. Сделайте вывод о связи между выполненной работой и увеличением внутренней энергии тела.
Внутренняя энергия тела не может являться постоянной величиной. Она может изменяться у любого тела. Если повысить температуру тела, то его внутренняя энергия увеличится, т.к. увеличится средняя скорость движения молекул. Таким образом, увеличивается кинетическая энергия молекул тела. И, наоборот, при понижении температуры, внутренняя энергия тела уменьшается.
Можно сделать вывод: внутренняя энергия тела изменяется, если меняется скорость движения молекул. Попытаемся определить, каким методом можно увеличить или уменьшить скорость передвижения молекул. Рассмотрим следующий опыт. Закрепим на подставке латунную трубку с тонкими стенками. Наполним трубку эфиром и закроем его пробкой. Затем обвяжем его веревкой и начнем интенсивно двигать веревкой в разные стороны. Спустя определенное время, эфир закипит, и сила пара вытолкнет пробку.
Опыт демонстрирует, что внутренняя энергия вещества (эфира) возросла: ведь он изменил свою температуру, при этом закипев.
Увеличение внутренней энергии произошло за счет совершения работы при натирании трубкой веревкой.
Как мы знаем, нагревание тел может происходить и при ударах, сгибании или разгибании, говоря проще, при деформации. Во всех приведенных примерах, внутренняя энергия тела возрастает.
Таким образом, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом работу.
Если же работу выполняет само тело, его внутренняя энергия уменьшается.
Рассмотрим еще один опыт.
В стеклянный сосуд, у которого толстые стенки и он закрыт пробкой, накачаем воздух через специально проделанное отверстие в ней.
Спустя некоторое время пробка вылетит из сосуда. В тот момент, когда пробка вылетает из сосуда, мы сможем увидеть образование тумана. Следовательно, его образование обозначает, что воздух в сосуде стал холодным. Сжатый воздух, который находится в сосуде, при выталкивании пробки наружу совершает определенную работу.
Данную работу он выполняет за счет своей внутренней энергии, которая при этом сокращается. Делать выводы об уменьшении внутренней энергии можно исходя из охлаждения воздуха в сосуде. Таким образом, внутреннюю энергию тела можно изменять путем совершения определенной работы.
Однако, внутреннюю энергию возможно изменить и иным способом, без совершения работы. Рассмотрим пример, вода в чайнике, который стоит на плите закипает. Воздух, а также другие предметы в помещении нагреваются от радиатора центрального направления. В подобных случаях, внутренняя энергия увеличивается, т.к. увеличивается температура тел. Но работа при этом не совершается. Значит, делаем вывод, изменение внутренней энергии может произойти не из-за совершения определенной работы.
Рассмотрим еще один пример.
В стакан с водой опустим металлическую спицу. Кинетическая энергия молекул горячей воды, больше кинетической энергии частиц холодного металла. Молекулы горячей воды будут передавать часть своей кинетической энергии частицам холодного металла.
Таким образом, энергия молекул воды будет определенным образом уменьшаться, тем временем как энергия частиц металла будет повышаться. Температуры воды понизится, а температуры спицы не спеша, будет увеличиваться. В дальнейшем, разница между температурой спицы и воды исчезнет. За счет этого опыта мы увидели изменение внутренней энергии различных тел. Делаем вывод: внутренняя энергия различных тел изменяется за счет теплопередачи.
Процесс преобразования внутренней энергии без совершения определенной работы над телом или самим телом называется теплопередачей.
Остались вопросы? Не знаете, как сделать домашнее задание?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!
blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
Потенциальная энергия – это энергия которой обладают предметы в состоянии покоя. Кинетическая энергия – это энергия тела приобретенная при движении.
СУЩЕСТВУЕТ ДВА ВИДА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ: КИНЕТИЧЕСКАЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПРЕВРАЩАТЬСЯ ДРУГ В ДРУГА.
Превращение потенциальной энергии в кинетическую. ПОДБРАСЫВАЯ ВВЕРХ МЯЧ, МЫ СООБЩАЕМ ЕМУ ЭНЕРГИЮ ДВИЖЕНИЯ – КИНЕТИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ. ПОДНЯВШИСЬ, МЯЧ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ, А ЗАТЕМ НАЧИНАЕТ ПАДАТЬ. В МОМЕНТ ОСТАНОВКИ (В ВЕРХНЕЙ ТОЧКЕ) ВСЯ КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ПОЛНОСТЬЮ ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ПОТЕНЦИАЛЬНУЮ. ПРИ ДВИЖЕНИИ ТЕЛА ВНИЗ ПРОИСХОДИТ ОБРАТНЫЙ ПРОЦЕСС.
ВСПОМНИМ: ПОСЛЕ УДАРА СВИНЦОВОГО ШАРА О СВИНЦОВУЮ ПЛИТУ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ЭТИХ ТЕЛ — ОНИ ДЕФОРМИРОВАЛИСЬ И НАГРЕЛИСЬ. ЕСЛИ ИЗМЕНИЛОСЬ СОСТОЯНИЕ ТЕЛ, ТО ИЗМЕНИЛАСЬ И ЭНЕРГИЯ ЧАСТИЦ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОЯТ ТЕЛА. ПРИ НАГРЕВАНИИ ТЕЛА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ ЗНАЧИТ, УВЕЛИЧИВАЕТСЯ И КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ. КОГДА ТЕЛО ДЕФОРМИРОВАЛОСЬ, ТО ИЗМЕНИЛОСЬ РАСПОЛОЖЕНИЕ ЕГО МОЛЕКУЛ, А ЗНАЧИТ, ИЗМЕНИЛАСЬ ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ. КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ВСЕХ МОЛЕКУЛ, ИЗ КОТОРЫХ СОСТОИТ ТЕЛО, И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СОСТОВЛЯЮТ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛА
ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ЗАВИСИТ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА, АГРЕГАТНОГО СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА И ДРУГИХ ФАКТОРОВ.
ПОДНИМЕМ МЯЧ НАД СТОЛОМ. ПРИ ЭТОМ РАССТОЯНИЕ МЕЖДУ МОЛЕКУЛАМИ МЯЧА НЕ МЕНЯЕТСЯ. ЗНАЧИТ, НЕ МЕНЯЕТСЯ И ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЛЕКУЛ. СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ПОДНИМАЯ МЯЧ, МЫ НЕ ИЗМЕНЯЕМ ЕГО ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА НЕ ЗАВИСИТ НИ ОТ МЕХАНИЧЕСКОГО ДВИЖЕНИЯ ТЕЛА, НИ ОТ ПОЛОЖЕНИЯ ЭТОГО ТЕЛА ОТНОСИТЕЛЬНО ДРУГИХ ТЕЛ. ТЕЛО, ИМЕЯ ЗАПАС ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ, ОДНОВРЕМЕННО МОЖЕТ ОБЛАДАТЬ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ. НАПРИМЕР, ПУЛЯ, ЛЕТЯЩАЯ НА НЕКОТОРОЙ ВЫСОТЕ НАД ЗЕМЛЕЙ, КРОМЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ, ОБЛАДАЕТ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИЕЙ – ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ И КИНЕТИЧЕСКОЙ
НАГРЕВАНИЕ ТЕЛ ПРОИСХОДИТ ПРИ УДАРАХ, РАЗГИБАНИИ И СГИБАНИИ, Т.Е. ПРИ ДЕФОРМАЦИИ. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ. СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛА МОЖНО УВЕЛИЧИТЬ, СОВЕРШАЯ НАД ТЕЛОМ РАБОТУ. ЕСЛИ РАБОТУ СОВЕРШАЕТ САМО ТЕЛО, ТО ЕГО ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ УМЕНЬШАЕТСЯ. ПРОДЕЛАЕМ ОПЫТ ЧТОБЫ ВЫЯСНИТЬ, КАКИМ СПОСОБОМ МОЖНО УВЕЛИЧИТЬ ИЛИ УМЕНЬШИТЬ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ: УКРЕПИМ ЛАТУННУЮ ТОНКОСТЕННУЮ ТРУБКУ НА ПОДСТАВКЕ.
НАЛЬЕМ В ТРУБКУ НЕМНОГО ЭФИРА И ЗАКРОЕМ ПРОБКОЙ. ЗАТЕМ ТРУБКУ ОБОВЬЕМ ВЕРЕВКОЙ И НАЧНЕМ БЫСТРО ДВИГАТЬ ЕЁ ИЗ СТОРОНЫ В СТОРОНУ. ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ ЭФИР ЗАКИПИТ, И ПАР ВЫТОЛКНЕТ ПРОБКУ. ОПЫТ ПОКАЗЫВАЕТ, ЧТО ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ЭФИРА УВЕЛИЧИЛАСЬ: ОН НАГРЕЛСЯ И ЗАКИПЕЛ. УВЕЛИЧЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ПРОИЗОШЛО В РЕЗУЛЬТАТЕ СОВЕРШЕНИЯ РАБОТЫ ПРИ НАТИРАНИИ ТРУБКИ ВЕРЕВКОЙ.
ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ МОЖНО ИЗМЕНИТЬ И ДРУГИМ СПОСОБОМ, БЕЗ СОВЕРШЕНИЯ РАБОТЫ. НАПРИМЕР, ВОДА В ЧАЙНИКЕ, ПОСТАВЛЕННОМ НА ПЛИТУ, ЗАКИПАЕТ. ВОЗДУХ И ПРЕДМЕТЫ В КОМНАТЕ НАГРЕВАЮТСЯ ОТ РАДИАТОРА ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ В ЭТИХ СЛУЧАЯХ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ, Т.К. ПОВЫШАЕТСЯ ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛ. НО ПРИ ЭТОМ РАБОТА НЕ СОВЕРШАЕТСЯ ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ МОЖЕТ ПРОИСХОДИТЬ НЕ ТОЛЬКО В РЕЗУЛЬТАТЕ СОВЕРШЕНИЯ РАБОТЫ. ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ТЕЛ МОЖНО ИЗМЕНИТЬ ПУТЕМ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ОТ ТЕЛ С БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ К ТЕЛАМ С БОЛЕЕ НИЗКОЙ. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ТРЕМЯ СПОСОБАМИ: ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ, КОНВЕКЦИЯ, ИЗЛУЧЕНИЕ.
ВЫВОД: МЕХАНИЧЕСКАЯ И ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ МОГУТ ПЕРЕХОДИТЬ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ. ЭТО СПРАВЕДЛИВО ДЛЯ ВСЕХ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ. ПРИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ, ТЕЛО БОЛЕЕ НАГРЕТОЕ ОТДАЕТ ЭНЕРГИЮ, А ТЕЛО МЕНЕЕ НАГРЕТОЕ ПОЛУЧАЕТ ЭНЕРГИЮ. ПРИ ПЕРЕХОДЕ ЭНЕРГИИ ОТ ОДНОГО ТЕЛА К ДРУГОМУ ИЛИ ПРИ ПРЕВРАЩЕНИИ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ЭНЕРГИЯ СОХРАНЯЕТСЯ
ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЙ ПРЕВРАЩЕНИЯ ОДНОГО ВИДА ЭНЕРГИИ В ДРУГОЙ ПРИВЕЛО К ОТКРЫТИЮ ОДНОГО ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОВ ПРИРОДЫ – ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ И ПРЕВРАЩЕНИЯ ЭНЕРГИИ ВО ВСЕХ ЯВЛЕНИЯХ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРИРОДЕ, ЭНЕРГИЯ НЕ ВОЗНИКАЕТ И НЕ ИСЧЕЗАЕТ. ОНА ТОЛЬКО ПРЕВРАЩАЕТСЯ ИЗ ОДНОГО ВИДА В ДРУГОЙ, ПРИ ЭТОМ ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ СОХРАНЯЕТСЯ.
ДЛЯ ИЛЛЮСТРАЦИИ ЭТОГО ЗАКОНА ПРИРОДЫ РАСМОТРИМ ПРИМЕР: СОЛНЕЧНЫЕ ЛУЧИ НЕСУТ ОПРЕДЕЛЕННЫЙ ЗАПАС ЭНЕРГИИ. ПАДАЯ НА ЗЕМЛЮ, ЛУЧИ НАГРЕВАЮТ ЕЁ. ЭНЕРГИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ ПРЕВРАЩАЕТСЯ ВО ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ ПОЧВЫ И ТЕЛ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ. ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ, НАГРЕВШИСЬ ОТ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ, ПРИХОДЯТ В ДВИЖЕНИЕ – ПОЯВЛЯЕТСЯ ВЕТЕР.
ПРОИСХОДИТ ПРЕВРАЩЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ, КОТОРОЙ ОБЛАДАЮТ ВОЗДУШНЫЕ МАССЫ, В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ.
ЧАСТЬ ЭНЕРГИИ СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ ПОГЛАЩАЕТСЯ ЛИСТЬЯМИ РАСТЕНИЙ. ПРИ ЭТОМ В РАСТЕНИЯХ ПРОИСХОДЯТ СЛОЖНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ. В РЕЗУЛЬТАТЕ ОБРАЗУЮТСЯ ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, Т.Е. ПРОИСХОДИТ ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ, ПЕРЕНОСИМОЙ СОЛНЕЧНЫМИ ЛУЧАМИ, В ХИМИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ.
ПРЕВРАЩЕНИЕВНУТРИ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ В ДРУГИЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ НАХОДИТ ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРАКТИКЕ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРЕДСТАВЛЯЕТ НАУЧНУЮ ОСНОВУ ДЛЯ РАЗНООБРАЗНЫХ РАСЧЕТОВ ВО ВСЕХ ОБЛАСТЯХ НАУКИ И ТЕХНИКИ. ПОЛНОСТЬЮ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ НЕЛЬЗЯ ПРЕВРАТИТЬ В МЕХАНИЧЕСКУЮ. ПРЕВРАЩЕНИЕ ВНУТРИ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ В ДРУГИЕ ВИДЫ ЭНЕРГИИ НАХОДИТ ПРИМЕНЕНИЕ НА ПРАКТИКЕ. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРЕДСТАВЛЯЕТ НАУЧНУЮ ОСНОВУ ДЛЯ РАЗНООБРАЗНЫХ РАСЧЕТОВ ВО ВСЕХ ОБЛАСТЯХ НАУКИ И ТЕХНИКИ. ПОЛНОСТЬЮ ВНУТРЕННЮЮ ЭНЕРГИЮ НЕЛЬЗЯ ПРЕВРАТИТЬ В МЕХАНИЧЕСКУЮ.
1-й закон термодинамики — Химия LibreTexts
Чтобы понять и выполнить любой вид термодинамических расчетов, мы должны сначала понять фундаментальные законы и концепции термодинамики.
Например, работа и теплота являются взаимосвязанными понятиями. Теплота — это передача тепловой энергии между двумя телами, находящимися при разных температурах и не равная тепловой энергии. Работа — это сила, используемая для передачи энергии между системой и ее окружением и необходимая для создания тепла и передачи тепловой энергии.И работа, и тепло вместе позволяют системам обмениваться энергией. Отношения между двумя понятиями можно проанализировать с помощью темы термодинамики, которая является научным исследованием взаимодействия тепла и других видов энергии.
Введение
Чтобы понять взаимосвязь между работой и теплотой, нам нужно понять третий связующий фактор: изменение внутренней энергии. Энергия не может быть создана или уничтожена, но ее можно преобразовать или передать. Внутренняя энергия относится ко всей энергии в данной системе, включая кинетическую энергию молекул и энергию, запасенную во всех химических связях между молекулами.При взаимодействии тепла, работы и внутренней энергии происходят передачи и преобразования энергии каждый раз, когда в систему вносятся изменения.
Однако во время этих передач не создается и не теряется чистая энергия.
Закон термодинамики
Первый закон термодинамики гласит, что энергия может быть преобразована из одной формы в другую при взаимодействии тепла, работы и внутренней энергии, но она не может быть создана или уничтожена ни при каких обстоятельствах. Математически это представляется как
.\[ \Дельта U=q + w \метка{1}\]
с
- \(ΔU\) — полное изменение внутренней энергии системы,
- \(q\) — это теплообмен между системой и окружающей средой, а
- \(w\) — это работа, проделанная системой или над ней.
Работа также равна отрицательному внешнему давлению на систему, умноженному на изменение объема:
\[ w=-p \Delta V \label{2}\]
где \(P\) — внешнее давление на систему, а \(ΔV\) — изменение объема. Это специально называется работой «давление-объем».
Внутренняя энергия системы уменьшится, если система отдаст тепло или совершит работу.
Следовательно, внутренняя энергия системы увеличивается при увеличении тепла (это можно сделать путем добавления тепла в систему).Внутренняя энергия также увеличилась бы, если бы над системой совершалась работа. Любая работа или тепло, поступающие в систему или выходящие из нее, изменяют внутреннюю энергию. Однако, поскольку энергия никогда не создается и не уничтожается (таким образом, первый закон термодинамики), изменение внутренней энергии всегда равно нулю. Если энергия теряется системой, то она поглощается окружающей средой. Если энергия поглощается системой, то эта энергия выделяется окружающей средой:
\[\Delta U_{система} = -\Delta U_{окружение} \]
, где ΔU система — полная внутренняя энергия в системе, а ΔU окружение — полная энергия окружения.
| Процесс | Знак плавки (q) | Знак работы (ж) |
|---|---|---|
| Работа, выполненная системой | Н/Д | — |
| Работа над системой | Н/Д | + |
| Тепло, выделяющееся из системы — экзотермическое (поглощенное окружающей средой) | — | Н/Д |
Рисунок выше является наглядным примером первого закона термодинамики.
Синие кубы представляют систему, а желтые кружки представляют окружение вокруг системы. Если энергия теряется кубической системой, то она приобретается окружающей средой. Энергия никогда не создается и не уничтожается. Поскольку площадь куба подсказки уменьшилась, визуальная площадь желтого круга увеличилась. Это символизирует, как энергия, потерянная системой, приобретается окружающей средой. Влияние различных условий и изменений на систему помогает определить увеличение или уменьшение внутренней энергии, тепла и работы.
| Процесс | Изменение внутренней энергии | Теплопередача тепловой энергии (q) | Работа (w=-PΔV) | Пример |
|---|---|---|---|---|
| q=0 Адиабатический | + | 0 | + | Изолированная система, в которую не поступает и не уходит тепло, аналогичная пенополистиролу |
| ΔV=0 Постоянный объем | + | + | 0 | Жесткая, изолированная от давления система, похожая на бомбовый калориметр |
| Постоянное давление | + или — | энтальпия (ΔH) | -ПΔВ | Большинство процессов происходят при постоянном внешнем давлении |
| ΔT=0 Изотермический | 0 | + | — | Нет изменения температуры, как в термостате |
Пример \(\PageIndex{1}\)
Газ в системе имеет постоянное давление.
Окружающая среда вокруг системы теряет 62 Дж тепла и совершает над системой 474 Дж работы. Чему равна внутренняя энергия системы?
Раствор
Чтобы найти внутреннюю энергию ΔU, мы должны рассмотреть взаимосвязь между системой и окружающей средой. Поскольку Первый закон термодинамики гласит, что энергия не создается и не уничтожается, мы знаем, что все, что теряется в окружающей среде, приобретается системой. Окружающая область теряет тепло и действует на систему.Следовательно, q и w положительны в уравнении ΔU=q+w, потому что система получает тепло и совершает работу над собой.
\[\begin{align} ΔU &= (62\,J) + (474\,J) \\[4pt] &= 536\,J \end{align}\]
Пример \(\PageIndex{2}\)
Система имеет постоянный объем (ΔV=0), а тепло вокруг системы увеличивается на 45 Дж.
- Какой знак теплоты (q) для системы?
- Чему равно ΔU?
- Чему равна внутренняя энергия системы в джоулях?
Раствор
Поскольку объем системы постоянный (ΔV=0), член -PΔV=0 и работа равна нулю.
Таким образом, в уравнении ΔU=q+w w=0 и ΔU=q. Внутренняя энергия равна теплоте системы. Окружающее тепло увеличивается, поэтому тепло системы уменьшается, потому что тепло не создается и не разрушается. Следовательно, тепло отводится от системы, что делает ее экзотермической и отрицательной. Значение внутренней энергии будет отрицательным значением тепла, поглощаемого окружающей средой.
- отрицательный (q<0)
- ΔU=q + (-PΔV) = q+ 0 = q
- ΔU = -45 Дж
Что такое теплопередача? | Документация SimWiki
В общем, теплопередача описывает поток тепла (тепловой энергии) из-за разницы температур и последующего распределения и изменений температуры.
Изучение явлений переноса касается обмена импульсом, энергией и массой в форме проводимости, конвекции и излучения. Эти процессы можно описать с помощью математических формул.
Основы этих формул лежат в законах сохранения количества движения, энергии и массы в сочетании с определяющими законами, отношениями, которые описывают не только сохранение, но и поток величин, участвующих в этих явлениях.
Для этого используются дифференциальные уравнения, которые наилучшим образом описывают упомянутые законы и определяющие соотношения.Решение этих уравнений является эффективным способом исследования систем и прогнозирования их поведения.
История и терминология
Без внешней помощи тепло всегда будет перетекать от горячих объектов к холодным, что является прямым следствием второго закона термодинамики .
Мы называем это тепловым потоком . В начале девятнадцатого века ученые считали, что все тела содержат невидимую жидкость, называемую калорией (безмассовая жидкость, которая, как считалось, течет от горячих объектов к холодным).Калорику были присвоены свойства, некоторые из которых оказались несовместимыми с природой (например, он имел вес и не мог быть создан или уничтожен). Но самой главной его особенностью было то, что она могла перетекать из горячих тел в холодные.
Это был очень полезный способ думать о тепле.
Томпсон и Джоуль показали, что эта теория калорий неверна. Теплота есть не вещество, как предполагалось, а движение на молекулярном уровне (так называемая кинетическая теория ).5\).
Поток тепла происходит все время от любого физического объекта к окружающим его объектам. Тепло постоянно течет от вашего тела к окружающему вас воздуху. Небольшое движение воздуха, вызванное плавучестью (или конвекцией), будет продолжаться в комнате, потому что стены никогда не могут быть идеально изотермическими, как в теории. Единственная область, свободная от теплового потока, должна быть изотермической и полностью изолированной от любой другой системы, обеспечивающей передачу тепла. Такую систему практически невозможно создать.1\).
Методы теплопередачи
Теплопередача — это передача тепловой энергии за счет градиента температуры. Далее описаны различные режимы теплопередачи:
Рисунок 2: Проводимость, конвекция и излучение происходят одновременно.
Проводимость
Закон Фурье : Жозеф Фурье (см. рис. 3) опубликовал свою книгу «Аналитическая теория Шалёра» в 1822 году.
Рисунок 3: Жозеф Фурье – французский математик и физик.В этой книге он сформулировал полную теорию теплопроводности.Он сформулировал эмпирический закон, т. закон Фурье, который утверждает, что тепловой поток (\(q\) в результате теплопроводности прямо пропорционален величине температурного градиента. Если мы назовем константу пропорциональности \(k\), это означает
$$ q = -k \frac{dT}{dx} \tag{1}$$
Константа \(k\) называется теплопроводностью с размерами \(\frac{W}{m*K}\) или \(\frac{J}{m*s*K} \).
Пожалуйста, имейте в виду, что тепловой поток является векторной величиной! Уравнение (1) говорит нам, что, если температура уменьшается с \(x\), \(q\) будет положительным i.е. он будет течь в положительном \(x\)-направлении. Если \(T\) увеличивается с \(x\), \(q\) будет отрицательным; он будет течь в отрицательном \(x\)-направлении.
В любом случае \(q\) будет течь от более высоких температур к более низким, как уже упоминалось. Уравнение (1) представляет собой одномерную формулировку закона Фурье. Трехмерная эквивалентная форма:
$$ \overrightarrow{q} = -k \nabla T$$
, где \(\nabla\) указывает градиент.
В одномерных задачах теплопроводности нет проблемы определения направления теплового потока.1\).
Теплопроводность газов можно понять, представив себе молекулы. Эти молекулы перемещаются за счет теплового движения из одного положения в другое, как показано на рисунке ниже:
Рисунок 4: Теплопроводность газавнутренняя энергия молекул передается при ударе с другими молекулами. Области с низкими температурами будут заняты молекулами с высокими температурами и наоборот. Теплопроводность можно объяснить с помощью этого воображения и вывести с помощью кинетической теории газов :
.$$ T = \frac{2}{3} \frac{K}{N k_B}$$
, в котором говорится, что «средняя молекулярная кинетическая энергия прямо пропорциональна абсолютной температуре идеального газа»\(^6\).
Теплопроводность не зависит от давления и увеличивается пропорционально корню из температуры.
Эту теорию довольно сложно понять для объектов, отличных от металлов. А для жидкостей еще сложнее, потому что простой теории нет. В неметаллических компонентах теплопередача через колебаний решетки (фонон). Теплопроводность , переносимая фононами, также существует в металлах, но ее превосходит проводимость электронов.
Низкая теплопроводность изоляционных материалов, таких как полистирол или стекловата, основана на принципе низкой теплопроводности воздуха (или любого другого газа).В следующей таблице перечислены некоторые часто используемые элементы/материалы и их теплопроводность:
| Материал | Теплопроводность \ (Вт / (мК) \) |
| Кислород 0,023 | |
| Паровой 0,0248 | |
Полистирол 0. 032-0.050 | |
| Вода | 0,5562 |
| Стекло | 0,76 |
| Бетон | 2.1 |
| Стали высоколегированные | 15 |
| стали нелегированными | 48-58 |
| Железного 80,2 | |
| Меди чистых | 401 |
| Diamond, 2300 |
Аналогичные определения
Теплопередача: Плотность теплового потока \(\propto\) град Т (теплопроводность)
Диффузия: Парциальная плотность тока \(\propto\) град x (коэффициент диффузии)
Электрический провод: Плотность тока \(\propto\) град \(U_{el}\) (Электропроводность)
Радиация
Излучение описывает явление передачи энергии от одного тела к другому путем распространения независимо от среды.
1\).7\).
Электромагнитное излучение можно рассматривать как поток фотонов, каждый из которых движется волнообразно, движется со скоростью света и несет энергию. Различные электромагнитные излучения классифицируются по энергии фотонов в них. Важно иметь в виду, что если мы говорим об энергии фотона, поведение может быть поведением либо волны, либо частицы, называемой « корпускулярно-волновым дуализмом » света.
Каждый квант лучистой энергии имеет длину волны \(\lambda\) и частоту \(\nu\), связанные с ним.{-34} Js )\).
В таблице ниже показаны различные формы в диапазоне длин волн. Тепловое излучение от 0,1 до 1000 мкм.
| Характеристики | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 7 0.3 100 \ (PM \) | ||||||||||||||||||
| 7 X-Rays | 0.01-30 \ (нм \) | |||||||||||||||||
| Ультрафиолетовая свет | 3-400 \(нм\) | |||||||||||||||||
| Видимый свет | 0,4-0,7 \(мкм м\) | |||||||||||||||||
| Ближнее инфракрасное излучение | 0. S\), одинаковые для всех длин волн.2\).КонвекцияРассмотрим ситуацию с конвективным охлаждением. Холодный газ обтекает теплое тело, как показано на рисунке ниже: Рисунок 6: Конвективное охлаждение нагретого тела происходит в результате теплообмена между двумя телами, аналогичного теплопроводности.Жидкость образует тонкую замедленную область, называемую пограничным слоем, непосредственно прилегающую к телу. В этот слой передается тепло, которое исчезает и смешивается с потоком. Мы называем этот процесс отвода тепла от тела движущейся жидкостью конвекцией .1\). Стационарная форма Закона Ньютона охлаждения, определяющего свободную конвекцию, описывается следующей формулой: $$ Q = h(T_{тело} – T_\infty)$$ где \(h\) — коэффициент теплопередачи . Этот коэффициент можно обозначить чертой \(\overline{h}\), которая указывает среднее значение по поверхности тела. В зависимости от того, как инициируется движение жидкости, мы можем классифицировать конвекцию как естественную (свободную) или принудительную конвекцию. Естественная конвекция вызывается, например, эффектом плавучести (теплая жидкость поднимается, а холодная опускается из-за разницы в плотности). В другом случае принудительная конвекция заставляет жидкость двигаться с помощью внешних средств, таких как вентилятор, ветер, охлаждающая жидкость, насос, всасывающие устройства и т. д. Движение твердого компонента в жидкость также можно рассматривать как принудительную конвекцию. Естественная конвекция может создать заметную разницу температур в доме или квартире. Мы признаем это, потому что некоторые части дома теплее, чем другие.3\). Станьте участником SimScale! SimScale позволяет решать все три режима теплопередачи. Моделирование теплопередачи — конструкционная теплопередачаРисунок 8: Анализ структурного теплообмена по сравнению с анализом жидкость-твердое телоПрограммное обеспечение Structural Heat Transfer используется, когда:
Связанные Анализ теплопередачи (жидкость-твердое тело) используется, когда:
Анализ теплопередачи — линейный статический анализПроведите быстрое сравнение двух анализов в таблице ниже:
Термический – структурный анализ Heat Transfer учитывает энергетический баланс изучаемых систем. Сопряженный теплообменМоделирование сопряженной теплопередачи (CHT)анализирует сопряженную теплопередачу в жидкостях и твердых телах.Прогнозирование потока жидкости при одновременном анализе теплопередачи, происходящей на границе жидкость/твердое тело, является важной особенностью моделирования CHT. Одной из областей, где его можно использовать, является охлаждение электроники (см. рис. 1). Проводимость Теоретически тепло передается от горячего объекта к холодному. КонвекцияКонвективный теплообмен — это передача тепла между двумя областями без физического контакта. Конвективные потоки возникают, когда молекулы поглощают тепло и начинают двигаться. Как вы можете себе представить, эти эффекты трудно предсказать, поэтому для получения надежных результатов моделирования необходимы большие вычислительные мощности. Одним из таких приложений является охлаждение материнской платы Raspberry pi. Радиация Электромагнитные волны являются источником передачи тепла через излучение.Они обычно играют роль при высоких температурах. Количество тепла, излучаемого посредством излучения, зависит от типа поверхности материала. Общее правило состоит в том, что чем больше поверхность, тем выше излучение. Термический анализ SimScaleМногие материалы и продукты имеют характеристики, зависящие от температуры, что делает анализ тепла и управление температурным режимом важнейшим процессом при разработке продукта.Модуль теплопередачи платформы онлайн-моделирования SimScale позволяет прогнозировать воздушный поток, распределение температуры и теплопередачу. Это включает в себя конвекцию, проводимость и излучение для обеспечения производительности, долговечности и энергоэффективности ваших проектов. Анимация 1: Термическое моделирование с использованием SimScale, показывающее движущуюся горячую лазерную точку на зубе.Последнее обновление: 2 сентября 2021 г. Эта статья решила вашу проблему?Как нам стать лучше? Мы ценим и ценим ваши отзывы. Что дальше Числовой фонПереносы и преобразования энергии | Национальное географическое общество Распространенным примером передачи энергии является передача кинетической энергии — энергии движения — от движущегося объекта к неподвижному объекту. Когда клюшка для гольфа замахивается и попадает в мяч для гольфа, часть кинетической энергии клюшки передается мячу. Тепловая энергия связана с внутренней энергией системы от ее температуры. Когда вещество нагревается, его температура повышается, потому что его молекулы движутся быстрее и получают тепловую энергию. Температура измеряет «горячесть» или «холодность» объекта. Термин «тепло» относится к передаче тепловой энергии от более горячей системы к более холодной. Перенос тепловой энергии происходит тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Теплопроводность – это передача тепловой энергии между молекулами, находящимися в контакте друг с другом. Если вы поместите металлическую ложку в кастрюлю с кипящей водой, ее конец, не касающийся воды, сильно нагреется. Это происходит потому, что металл является отличным проводником. Тепло легко проходит через материал. Излучение Перенос тепла через пространство Конвекция происходит только в жидкостях и газах. Когда вода кипятится на плите, молекулы воды на дне кастрюли находятся ближе всего к источнику тепла. Сначала они получают тепловую энергию. Они двигаются быстрее и рассредоточиваются. Это создает более низкую плотность молекул или количество молекул в этом объеме на дне горшка. Эти молекулы поднимаются. На дне их заменяет более холодная и плотная вода.Процесс повторяется, создавая поток молекул, опускающихся, нагревающихся, поднимающихся, охлаждающихся и вновь опускающихся. Третий тип теплопередачи — излучение — имеет решающее значение для жизни на Земле. При преобразовании энергии энергия меняет форму. Мяч, стоящий на холме, обладает гравитационной потенциальной энергией, которая представляет собой способность объекта выполнять работу из-за его положения в гравитационном поле. Чем выше на холме находится этот шар, тем больше у него гравитационная потенциальная энергия. Когда сила толкает его вниз по склону, эта потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию. Мяч теряет потенциальную энергию и приобретает кинетическую энергию. Во вселенной без трения мяч будет катиться вечно.Однако на Земле кинетическая энергия мяча преобразуется в тепло противодействующей силой трения. Энергия переходит из одной формы в другую В природе обмен и трансформация энергии происходят постоянно, например, в прибрежных дюнах. Тепловая энергия, излучаемая солнцем, нагревает землю и океан. Однако вода нагревается медленнее, чем суша.Эта разница температур создает конвекционный поток, который проявляется в виде ветра. Этот ветер обладает кинетической энергией, которую он передает песку, перенося его на короткие расстояния. Если движущийся песок сталкивается с чем-либо, он останавливается из-за создаваемого трения. Затем его кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию или тепло. Когда накапливается достаточное количество песка, эти удары могут создавать песчаные дюны. Эти недавно сформированные песчаные дюны создают особую среду. Там растут растения, использующие световую энергию для преобразования воды и углекислого газа в химическую энергию, которая запасается в сахаре. Хотя это может быть не всегда очевидно, передача и преобразование энергии происходят постоянно. Именно они позволяют жизни существовать.
17. ТЕПЛОТА И ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ17.1. ТеплоДва тела, находящиеся в тепловом контакте, будут изменять свою температуру до тех пор, пока не находятся при одной температуре.В процессе достижения тепловых равновесие , теплота передается от одного тела к другому. Предположим,
мы имеем интересующую нас систему при температуре TS, окруженную средой с температурой TE. Если TS > TE, тепло поступает от
системы к окружающей среде. Если TS < TE, тепло из окружающей среды поступает в систему. Нагревать,
представленный символом Q и единицей Джоуля, выбирается положительным, когда
тепло поступает в систему, и отрицательное, если тепло уходит из системы
(см.
Тепло не единственный способ передачи энергии между системами и его окружение. Энергия также может передаваться между системами и его окружение с помощью работы (W).Единицей работы является Джоуль. Другое общеупотребительной единицей является калория. Калория определяется как количество тепла это повысит температуру 1 г воды с 14,5 C до 15,5 C. Джоуль и калория связаны следующим образом: 1 кал = 4,1860 Дж 17.2. Теплоемкость Когда
к объекту добавляется тепло, его температура увеличивается. константа C называется теплоемкостью объекта.Теплоемкость объекта зависит от его массы и типа материала, из которого он сделан. То теплоемкость тела пропорциональна его массе, а теплоты емкость на единицу массы , c, обычно используется. В этом случае где m — масса объекта. Молярная теплоемкость 90 778 – это теплоемкость на моль материала. За у большинства материалов молярная теплоемкость составляет 25 Дж/моль·К. В Для определения теплоемкости вещества нужно не только знать, сколько тепла добавляется, но и условия, при которых тепло передача состоялась. Для газов добавление тепла при постоянном давлении и при постоянной температуре приведут к очень разным значениям удельная теплоемкость. 17.3. Тепло трансформации Когда
к твердому телу или жидкости добавляется тепло, температура образца не
не обязательно подниматься. где m – масса образца. Проблема 28П Что массу пара 100°С необходимо смешать со 150 г льда при 0°С, в термически изолированный контейнер для производства жидкой воды при температуре 50°С? Мы начнем с расчета количества тепла, необходимого для превращения 150 г льда при температуре 0°С в 150 г. жидкости при 0С.Теплота превращения воды 333 кДж/кг (см. Таблицу 20-2, стр. 555). Превращение льда в следовательно, воде требуется общее количество теплоты, равное . дается теплота, необходимая для изменения температуры 150 г воды с 0°С до 50°С. Таким образом, общее количество тепла, которое необходимо добавить в систему, равно 81,5. кДж. Это тепло должно быть обеспечено паром. Тепло будет выпущено когда пар превращается в жидкость, Теплота превращения для этого процесса составляет 2260 кДж/кг.Предположим, что масса пара м. Суммарное тепло, выделяющееся при превращении пара в воду дано теплота, выделяющаяся при охлаждении пара со 100°С до 50°С, равна .общее количество теплоты, выделяющееся при охлаждении пара, таким образом, равно 2470 м кДж. Общее количество требуемой теплоты составляет 81,5 кДж, поэтому мы заключаем что масса пара должна быть равна 33 г. 17.4. Работа Предположим,
система выходит из начального состояния, описываемого давлением pi, объемом Vi и температурой
Ти. Окончательное состояние системы
описывается давлением pf, объемом Vf и температурой Tf. Если давление газа увеличивается, он может двигать поршень (это происходит в двигатель). В этом случае работа выполняется системой по мере расширения газлифта. поршень.С другой стороны, если мы увеличим вес поршня, при падении поршня над системой будет совершаться работа. Приложенная сила газом на поршне, равно p A, где A — площадь поршень, p — давление газа. Если поршень смещается на расстояние ds количество проделанной работы можно рассчитать следующим образом:
общая работа, совершаемая при конечном перемещении поршня, теперь легко вычислить Если W положительна, система совершила работу (например, расширяющаяся газ поднимает поршень). Отрицательное значение W говорит о том, что работа было сделано на системе (поршень прижимается, чтобы сжать газ). количество проделанной работы равно площади под кривой на диаграммах pV. показано на рисунке 17.2. Очевидно, что объем проделанной работы зависит от выбранный путь. Работа W для пути, показанного на рис. 17.2а, равна значительно больше, чем работа W для пути, показанного на рис. 17.2b. Любой изменение в системе, в котором объем не меняется, не будет производить/стоить любая работа. Работа, проделанная для путей, показанных на рис. 17.2, может быть вычисляется легко Нет
работа совершается для пути, показанного на рис. Понятно, W2b всегда меньше, чем W2a, и мы можем сделать объем выполняемой работы как меньшим, так и большим, как мы хотим. За Например, никакой работы не будет, если переход следует по следующему пути: (пи, Vi) (0, Vi) (0, Vf) (pf, Vi) А система может быть переведена из заданного начального состояния в заданное конечное состояние с помощью бесконечное количество процессов.В целом работа W а также теплота Q будет иметь разные значения для каждого из этих процессов. Мы говорят, что теплота и работа являются величинами, зависящими от пути. От
предыдущее обсуждение ни Q, ни W не представляют изменения в каком-то внутреннем
свойства системы. Однако экспериментально наблюдается
что величина Q — W одинакова для всех процессов. U = Uf — Ui = Q — W Это уравнение называется первым законом термодинамики . Для малых изменений первый закон термодинамики можно переписать как dU = dQ — дВт 17.4.1. Адиабатические процессыЕсли система хорошо изолирована, между ней и его окружение.Это означает, что Q = 0, и первый закон термодинамики показывает, что У = — Вт Если
система совершает работу (положительное W), ее внутренняя энергия уменьшается. Наоборот,
если над системой будет совершена работа (отрицательная W), то ее внутренняя энергия увеличится. За
газы, внутренняя энергия связана с температурой: более высокая внутренняя
энергия означает более высокую температуру. 17.4.2. Процессы постоянного объемаЕсли объем системы поддерживается постоянным, система не может совершать работу (W = 0 Дж). Тогда первый закон термодинамики показывает, что U = Q Если к системе добавляется тепло, ее внутренняя энергия увеличивается; если тепло удаляется из системы, его внутренняя энергия уменьшится . 17.4.3. циклические процессы;Процессы которые после определенного обмена теплотой и работой возвращаются к своим начальное состояние называются циклическими процессами.В этом случае нет внутреннего свойства системы меняются, поэтому U = 0. Первый закон термодинамики теперь сразу дает Q = Вт 17.4.4. Бесплатное расширение Бесплатно
расширение — это адиабатический процесс, при котором работа не совершается над
система. U = 0 Дж 17.5. Передача теплапередача тепла между системой и окружающей средой может происходить различными способами. Три разных механизма теплопередачи Теперь обсудим: проводимость, конвекцию и излучение. 17.5.1. ПроводкаРассмотрим кусок материала, показанный на рис. 17.3. То левый конец балки поддерживается при температуре TH; правый конец балки поддерживается при температуре ТС.В результате разницы температур тепло будет течь через плиту, от ее горячего конца к ее холодному концу. Экспериментально показано, что скорость теплопередачи (Q/t) пропорциональна площадь поперечного сечения плиты, пропорциональная перепаду температур, и обратно пропорциональна длине плиты Здесь,
k — теплопроводность , которая является константой, зависящей от типа материала.
Таким образом, чем ниже теплопроводность материала, тем выше термическая сопротивления R. Из определения R сразу следует, что рассмотреть композитная плита состоит из двух разных материалов, длина L1 и L2, а с теплопроводностью k1 и k2 помещают между двумя нагревательными банями (см. рисунок 17.4). Предполагать что температура поверхности раздела двух пластин равна Тх. Количество тепла, перетекающего от TH к Tx, равно .количество тепла, перетекающего от Tx к ТС указан Из
Конечно, тепло, проходящее через плиту 1, должно быть равно теплу, проходящему через
плита 2.
Это Уравнение можно использовать для получения температуры на границе раздела плита 1 и плита 2: Тепло, протекающее через плиту, теперь можно легко рассчитать А Таким образом, композитная плита имеет термическое сопротивление, равное сумме термическое сопротивление каждой отдельной плиты. 17.5.2. Конвекция Тепло
перенос конвекцией происходит, когда жидкость, такая как воздух или вода,
при соприкосновении с предметом, температура которого выше температуры
его окружения. Температура жидкости повышается и (в
большинстве случаев) жидкость расширяется. 17.5.3. РадиацияКаждый объект излучает электромагнитное излучение. Энергетический спектр испускаемого излучения зависит от температуры объекта; средняя энергия увеличивается с повышением температуры. Проблема 57П А контейнер с водой находился на открытом воздухе в холодную погоду до толщины 5,0 см. на его поверхности образовалась ледяная глыба.Воздух над льдом находится на -10С. Рассчитайте скорость образования льда (в сантиметров в час) на нижней поверхности ледяной плиты. Брать теплопроводность льда 0,0040 кал/с. см . С плотность 0,92 г/см3.
вода на границе между водой и льдом будет иметь температуру
0С. Это тепло выделяется при превращении воды в лед.Тепло превращения этого процесса составляет 79,5 кал/г. Предположим, что масса m из вода каждую секунду превращается в лед. Это дает общее теплота равна Н = 79,5 м кал/с Это должен быть равен тепловому потоку через лед: 79,5 м = 0,0080 А А Масса m льда (покрывающего площадь A) будет иметь толщину d, где d равно предоставлено Объединение последние два выражения получаем для скорости льдообразования: Присылайте комментарии, вопросы и/или предложения по электронной почте [email protected] и/или посетите домашнюю страницу Фрэнка Волки. Страница не найдена | Предгорный колледжПозвольте нам помочь вам найти то, что вам нужно
Поиск рекомендаций по навигацииВажное примечание о результатах поискаЕсли неработающая ссылка включает .php:
Благодарим вас за терпение! Сообщить о неработающей ссылкеПомогите нам исправить неработающую ссылку и получить необходимую информацию! Электронная почта ceballosjulie@fhda. Укажите :
Большое спасибо за ваше терпение и помощь. Поделитесь своим отзывомЕсли у вас есть минутка, мы будем рады узнать, что вы думаете о нашем сайте! Электронная почта [email protected] и [email protected]. Теплообмен — обзорТеплообмен конвекцией Теплообмен конвекцией происходит в результате движения жидкости в макроскопическом масштабе в виде вихревых и циркуляционных течений.
Когда теплопередача происходит от поверхности в тело жидкости, естественные конвекционные потоки наиболее слабы на поверхности, которая покрыта чем-то вроде статической пленки. Следовательно, передача тепла через эту пленку может происходить только путем теплопроводности, а теплопроводность жидкостей, как было сказано выше, мала. Следовательно, основное сопротивление теплопередаче жидкости в трубе оказывает эта пленка, примыкающая к стенке трубы. Теоретически тепловая нагрузка, передаваемая через эту пленку, определяется уравнением (1). Однако на практике трудно рассчитать толщину пленки X , поэтому используется следующее соотношение: 4Q=-hAT, , где h — коэффициент теплопередачи. Таким образом, тепловое сопротивление обратно обратно коэффициенту теплопередачи, т. е. 1⧸ ч . Принудительная конвекция имеет большее значение, чем естественная конвекция, в промышленных пищевых процессах и оборудовании, где жидкости находятся в условиях турбулентного потока.Однако следует отметить, что испарители можно классифицировать как системы с «естественной циркуляцией» или с «принудительной циркуляцией». В первом случае описанные выше вихревые и циркуляционные течения значительно усиливаются течениями, вызванными всплывающими пузырьками, образующимися в процессах кипения. По возможности следует избегать или, по крайней мере, сводить к минимуму условия обтекаемого течения, поскольку коэффициенты теплопередачи жидкостей (при конвективной теплопередаче) намного выше, чем коэффициенты теплопроводности (при кондуктивной теплопередаче).Для очень вязких жидкостей (например, пищевых паст и суспензий) турбулентный поток может быть создан только за счет высокого перепада давления на теплообменном устройстве (например, за счет ввода большого количества энергии насоса). В трубчатом теплообменнике (например, испарителе), где, возможно, одна жидкость течет внутри трубы и нагревается (или охлаждается) другой жидкостью снаружи, необходимо учитывать теплопередачу как внутри, так и снаружи трубы. В последнем случае течение может быть либо вдоль трубы (в любом направлении), либо под прямым углом к одиночной трубе или трубному пучку. Кроме того, жидкости, проходящие по длине теплообменной трубы (внутри или снаружи), будут испытывать либо повышение, либо понижение температуры, очевидно, из-за теплопередачи. 4aLMTD={(T1−T3)−(T2−T4)loge(T1− T3)/(T2−T4)(прямоток)(T2−T3)−(T1−T4)loge(T2−T3)/(T1−T4)(противоток) , где T – температура (см. рис. 3). для определения индексов) Рис. 3. Среднелогарифмическая разность температур. Воспроизведено из Evaporation: Basic Principles Encyclopaedia of Food Science, Food Technology and Nutrition , Macrae R, Robinson RK and Sadler MJ (eds), 1993, Academic Press. Теплопередача: сохранение энергииПоток жидкости, теплопередача и массоперенос Теплообмен: сохранение энергииУравнение энергииПервый закон термодинамики определяет внутреннюю энергию, утверждая, что изменение внутренней энергии для замкнутой системы, Δ U , равно количеству тепла, подведенного к системе, , за вычетом работы, выполненной системой, : (1) Если системе разрешено двигаться, уравнение (1) можно расширить, чтобы включить кинетическую энергию системы: (2) Уравнение (2) может быть записано для бесконечно малого объема жидкости, и результат известен как уравнение сохранения полной внутренней энергии (см. (3) В этом уравнении: Тензор полных напряжений обычно записывается как: (4) где обозначает давление, а – тензор вязких напряжений. Используя это определение , второй член в правой части уравнения (3), представляющий работу поверхностных сил, может быть записан как (5) Первый член в правой части обычно обозначается как работа под давлением , а второй член известен как вязкая работа .Эти термины можно далее разложить следующим образом: (6) Уравнение (3) содержит уравнение сохранения кинетической энергии.Это уравнение можно получить, взяв скалярное произведение скорости на уравнение импульса. Некоторые алгебраические манипуляции дают: (7) Видно, что вся работа объемных сил в уравнении полной энергии (3) идет на изменение кинетической энергии. Остальная часть правой части уравнения (7) состоит из частей работы поверхностной силы, описанной в уравнении (6) как влияющая на кинетическую энергию. Вычитание уравнения (7) из уравнения (3) дает уравнение для внутренней энергии: (8) В случае наличия внутренних источников тепла, вызванных, например, реакциями или взаимодействием с излучением, добавляется дополнительный член внутреннего источника тепла, и уравнение внутренней энергии принимает вид: (9) Уравнение энтальпии Внутренняя энергия является термодинамической переменной состояния, которая редко используется в практических приложениях. (10) Использование уравнения (10) в (9) и его преобразование дает уравнение энтальпии (ссылка 2): (11) Уравнение (11) записано в так называемой консервативной форме. Это относится к тому, как левая часть записывается с плотностью и скоростью внутри оператора дивергенции. Так называемая неконсервативная форма уравнения энтальпии может быть получена с использованием уравнения неразрывности.Левую часть уравнения (11) можно расширить следующим образом: (12) Первый член в правой части уравнения (12) представляет собой уравнение неразрывности, умноженное на энтальпию, поэтому оно тождественно равно нулю. Следовательно, уравнение (11) можно записать в виде: (13) Уравнение (13) по-прежнему описывает сохранение энтальпии, даже если форма уравнения обозначена как неконсервативная. Температурное уравнениеВсе инженеры знакомы с понятием температуры, поэтому сохранение энергии удобно выражать через температуру.Энтальпия связана с температурой и давлением следующим дифференциальным соотношением: (14) где – теплоемкость при постоянном давлении, а β – коэффициент объемного расширения. Уравнение (14) можно использовать для замены в уравнении (13). Снова обращаясь к уравнению неразрывности, мы получаем температурное уравнение: (15) Последним шагом является определение вектора теплового потока проводимости , используя закон проводимости Фурье , где – коэффициент теплопроводности.Уравнение температуры тогда выглядит так: (16) Обратите внимание, что температурное уравнение нельзя преобразовать в консервативную форму, не вернувшись к энтальпии или внутренней энергии. Уравнение температуры — это еще один способ выражения сохранения энергии, который математически эквивалентен уравнению (3). Особые случаи энергосбереженияДля идеальных газов член равен единице, и (16) принимает вид: (17) Если жидкость несжимаема, работа давления исчезает и уравнение (16) сводится к: (18) Работой под давлением также можно пренебречь для большинства инженерных приложений, если только система не подвергается значительному изменению давления или если число Маха близко к единице или выше. Вязкий нагрев важен в некоторых особых случаях, связанных с очень высокими скоростями сдвига. Некоторыми техническими примерами являются подшипники и гидравлические системы. Однако в большинстве других случаев вязким нагревом можно пренебречь, и тогда уравнение (18) упрощается до: (19) Опубликовано: 29 июня 2018 г.Последнее изменение: 29 июня 2018 г. Каталожные номера
 |
\(h\) без черты обозначает «локальные» значения коэффициента.
Присоединяйтесь к SimScale сегодня и испытайте облачное моделирование, как никто другой.
При исследовании термомеханических составляющих могут учитываться и структурные деформации, вызванные действием тепловых нагрузок на твердые тела. Моделирование стрессовой реакции на термические нагрузки и отказы имеет важное значение для многих промышленных приложений. Примером применения является анализ теплового напряжения печатной платы.
Теплопроводность – это передача тепла от горячего тела к холодному, находящемуся в непосредственном контакте друг с другом. Теплопроводность различных объектов определяет, сколько тепла передается в данный момент времени.Примеры включают лампочки CFL.
Применением, в котором используется имитация излучения, является сварка лазерным лучом.
При этом типе передачи энергии энергия переходит от одного объекта к другому, но остается в той же форме.Передачу кинетической энергии легко наблюдать и понять, но другие важные передачи не так легко визуализировать.
Колебания молекул на конце ложки, касающейся воды, распространяются по всей ложке, пока все молекулы не станут вибрировать быстрее. Вся ложка становится горячей. Некоторые материалы, такие как дерево и пластик, являются плохими проводниками.Тепло не проходит через них легко. Они известны как изоляторы.
При излучении источник тепла не должен касаться нагреваемого объекта. Излучение может передавать тепло даже через космический вакуум. Почти вся тепловая энергия на Земле исходит от солнца. Он излучается на поверхность нашей планеты. Он распространяется в виде энергетических волн, таких как видимый свет. Материалы на Земле поглощают эти волны, чтобы использовать их для получения энергии или отражают их обратно в космос.
Мяч останавливается у подножия холма. Так же, как и при передаче энергии, при преобразованиях энергия сохраняется.
Когда животное ест растение, оно использует накопленную энергию для обогрева своего тела и передвижения. При этом химическая энергия преобразуется в кинетическую и тепловую энергию.
рисунок 17.1). Тепловой поток возникает из-за разницы температур
между двумя телами, и поток тепла равен нулю, если TS = TE.
Перемена
в температуре пропорциональна количеству подведенного тепла
При фазовом переходе (плавлении, кипении) тепло
добавляют к образцу без повышения температуры. Количество
теплоты, передаваемой на единицу массы при фазовом переходе, называется теплотой преобразования (символ L) для процесса. Количество
необходимого/выделенного тепла определяется как
по
Переход из начального состояния в конечное может
быть достигнуто различными способами (см., например, рис. 17.2). В
Рисунок 17.2a одновременно изменяются и давление, и объем.На рисунке
17.2б сначала понижают давление в системе при сохранении объема
постоянным (это может быть достигнуто, например, путем охлаждения образца), а затем
объем увеличивается при сохранении постоянного давления (это может быть
достигается нагреванием газа при увеличении объема).
2. Два возможных способа добраться из
начального состояния в конечное состояние.
17.2b, между точками (pi, Vi) и (pf, Vi), поскольку объем не изменяется.Работа
делается для перехода от (pf, Vi) к (pf, Vf) вычисляется легко
По-разному
только на начальном и конечном состояниях и не важно на каком пути
следует, чтобы перейти от одного к другому.Величина Q — W называется
изменение внутренней энергии U системы:
Адиабатическое расширение газа понизит его температуру; адиабатический
сжатие газа повысит его температуру .
Это означает, что Q = W = 0 Дж и
теперь первый закон термодинамики требует, чтобы
Большой
значения k определяют хорошие теплопроводники. Тепловое сопротивление R связано с теплопроводностью k следующим образом.
способ
Таким образом,
Будучи менее плотным, чем окружающие
более холодная жидкость, она поднимается из-за выталкивающих сил. Окружающая
более холодная жидкость падает, чтобы занять место поднимающейся более теплой жидкости и конвективного
тираж настроен.
То
теплота, переданная через 5 см льда, равна
edu и 
Это конвективное движение может принимать две формы:
Увеличение скорости жидкости, движущейся по трубе, уменьшит толщину этой статической пленки и приведет к общему увеличению теплопередачи в жидкость.
Это означает, что для корректной количественной оценки этого теплообмена сначала необходимо определить разность температур между жидкостями, учитывая, что она будет различаться не только в разных точках по длине трубы, но и будет изменяться в зависимости от того, используется прямоточный или противоточный поток.Необходимо рассчитать «среднее» значение разности температур, и обычно используемым коэффициентом является логарифмическая средняя разность температур (LMTD):
1):
Более часто используемой величиной является энтальпия , которая связана с внутренней энергией через:
Однако различные уравнения сохранения ведут себя неодинаково при реализации с использованием численного метода. Многие коммерческие коды основаны на методе конечных объемов и решают уравнение переноса в консервативной форме для полной энтальпии.Таким образом, коммерческие нормы обеспечивают сохранение полной энергии. Однако уравнение полной энтальпии подвержено численным колебаниям, которые снижают точность вычислений. Гораздо надежнее и точнее решать температурное уравнение. Метод конечных элементов позволяет решить температурное уравнение и по-прежнему сохраняет полную энергию (ссылка 3).