Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії
УРОК 76
Проблемні запитання
З яких частинок складаються всі речовини?
Чому рух частинок називають тепловим?
Як рух частинок речовини пов’язаний з температурою?
Що таке енергія?
В яких одиницях вона вимірюється?
Термодинаміка
Термодинаміка – розділ фізики, що вивчає співвідношення і перетворення теплової та інших форм енергії
Поняття внутрішньої енергії
Кінетичну енергію
(рух частинок)
Потенціальну енергію (взаємодія частинок)
Частинка речовини (атом, молекула, йон) має
Поняття внутрішньої енергії
Внутрішня енергія
(в термодинаміці) – це сума кінетичних енергій хаотичного (теплового) руху частинок речовини, з яких складається тіло, і потенціальних енергій їх взаємодії
Внутрішня енергія
1. Внутрішня енергія ідеального газу дорівнює кінетичній енергії поступального та обертального рухів його частинок
Особливості внутрішньої енергії ідеального газу
Внутрішня енергія
Особливості внутрішньої енергії ідеального газу
2. Прямо пропорційна його абсолютній температурі
Для одноатомного газу:
Внутрішня енергія
Особливості внутрішньої енергії ідеального газу
Внутрішня енергія
4. Внутрішню енергію можна змінити двома способами:
Особливості внутрішньої енергії ідеального газу
Теплопередачею
Виконанням роботи
Процес теплопередачі
Теплопередача (теплообмін) – процес зміни внутрішньої енергії тіла або частин тіла без виконання роботи
Види теплопередачі
Види теплопередачі
Теплопровідність
Конвекція
Випромінювання
Види теплопередачі
Теплопровідність – вид теплопередачі, який зумовлений хаотичним рухом частинок речовини та не супроводжується перенесенням цієї речовини
Види теплопередачі
Конвекція – вид теплопередачі, за якого тепло переноситься потоками рідини або газу
У твердих тілах конвекція неможлива
Види теплопередачі
Випромінювання – вид теплопередачі, за якого енергія передається за допомогою електромагнітних хвиль
Єдиний вид теплообміну, який можливий у вакуумі
Кількість теплоти
Кількість теплоти
– це фізична величина, що дорівнює енергії, яку тіло одержує (або віддає) в ході теплопередачі
Кількість теплоти
Кількість теплоти (нагрівання, охолодження)
Кількість теплоти
Під час плавлення (кристалізації) температура речовини не змінюється
Кількість теплоти (плавлення, кристалізація)
Кількість теплоти
Під час кипіння температура речовини не змінюється
Кількість теплоти (пароутворення, конденсація)
Кількість теплоти
Кількість теплоти
(повне згоряння палива)
Коефіцієнт корисної дії нагрівника η
Кількість теплоти
Рівняння теплового балансу
Розв'язування задач
1. Знайдіть внутрішню енергію
3 кмоль ідеального одноатомного газу, взятих за температури 300 К.
Розв'язування задач
2. Закоркована посудина, у якій міститься 60 г гелію за температури 300 К, нагрівають до 500 К. На скільки збільшилася внутрішня енергія гелію?
Розв'язування задач
3. Який об’єм займає аргон за тиску 0,2 МПа, якщо його внутрішня енергія дорівнює 8 кДж?
Розв'язування задач
4. Шматок свинцю масою 0,5 кг нагріли від 25 °С до 250 °С, при цьому його внутрішня енергія збільшилася на
14,5 кДж. Знайдіть питому теплоємність свинцю.
Розв'язування задач
5. Знайдіть внутрішню енергію суміші, що складається з гелію масою 20 г і неону масою 10 г, за температури 27 °С.
Розв'язування задач
6. Ідеальний одноатомний газ ізохорно нагрівається так, що його внутрішня енергія зростає на 3 кДж. Визначте тиск газу після нагрівання, якщо об’єм газу 4 л, а початковий тиск
300 кПа.
Запитання для фронтального опитування
1. Дайте означення внутрішньої енергії.
3. Які способи зміни внутрішньої енергії ви знаєте?
2. Формули для розрахунку внутрішньої енергії ідеального одноатомного газу.
Запитання для фронтального опитування
4. Що таке теплопередача?
6. Як розрахувати кількість теплоти, передану тілу під час нагрівання (або виділену ним під час охолодження)?
5. Які існують види теплопередачі?
Запитання для фронтального опитування
7. Дайте означення питомої теплоємності тіла.
8. Як обчислити кількість теплоти, необхідну для плавлення кристалічної речовини?
для перетворення рідини на пару?