Внутреняя энергия. Способы ее изменения. Работа и кол-во теплоты. Внутренняя энергия

• Название: Внутренняя энергия
• Дата: 28.04.2022
• Размер: 1.86 Mb.
• Имя файла: Внутреняя энергия. Способы ее изменения. Работа и кол-во теплоты.pptx
• Тип: Документы; #503411

Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии

• Изучение основных понятий и формул, связанных с внутренней энергией, работой и теплопередачей, а также разбор задач различного уровня сложности .

Цель:

Внутренняя энергия

• Внутренняя энергия вещества складывается из кинетической энергии всех атомов и молекул и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом;

Внутренняя энергия

Кинетическая энергия движущихся молекул

Потенциальная энергия взаимодействия молекул

Температуры тела

Массы тела

Если работа совершается над телом, его внутренняя энергия увеличивается.

Если работу совершает само тело, его внутренняя энергия уменьшается.

Агрегатного состояния вещества

Внутренняя энергия тела в газообразном состоянии всегда больше его внутренней энергии в жидком, а тем более в твердом состоянии

Внутренняя энергия зависит от

Чем больше масса тела, тем больше его внутренняя энергия

Изменение внутренней энергии

Способы изменения

внутренней энергии

над телом

самим телом

• совершение работы

• теплопередача

• внутренняя
• энергия увел.

• внутренняя
• энергия уменьш.

более

горячие

• отдают

более

холодным

• ТЕПЛОПЕРЕДАЧА (или теплообмен) - один из способов изменения внутренней энергии тела (или системы тел), при этом внутренняя энергия одного тела переходит во внутреннюю энергию другого тела без совершения механической работы.
• Теплота способна переходить только от тела с более высокой температурой к телу менее нагретому
• Теплообмен всегда протекает так, что убыль внутренней энергии одних тел всегда сопровождается таким же приращением внутренней энергии других тел, участвующих в теплообмене. Это является частным случаем закона сохранения энергии.

Теплопередача. Виды теплопередачи

Вилы теплопередачи

Теплопроводность

Излучение

Конвекция

Теплопроводность .

- перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет теплового движения ивзаимодействия атомов, который приводит к выравниванию температуры тела. Не сопровождается переносом вещества!

тепло

Конвекция -

это перенос энергии струями жидкости или газа.

Конвекция невозможна в твёрдых телах.

Конвекция

естественная

вынужденная

- это перенос энергии путем испускания электромагнитных волн.

лучи, испускаемые нагретыми телами,

называют тепловым излучением.

Излучение

Количество теплоты. Удельная теплоемкость.

Количество теплоты – энергия, которую тело теряет или получает при теплопередаче.

Q (1 Дж) – количество теплоты

зависит от:

массы

тела (m)

изменения

температуры

тела (∆t)

рода вещества,

из которого

состоит тело (с)

Удельная теплоемкость

Величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1 ºС.

Удельная теплоемкость

• Зависит от рода вещества и его агрегатного состояния
• Не характеризует тепловые свойства вещества

Удельная теплоемкость вещества в разных агрегатных состояниях – твердом, жидком, газообразном – различная.

Q = cm (t2 – t1) или Q = cm ∆t

количество

теплоты,

Дж

удельная

теплоемкость,

масса

тела, кг

конечная

температура

тела, ºС

начальная

температура

тела, ºС

Количество теплоты

• Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называют количеством теплоты.
• Q = C·m·(t2 – t1)

Q = C·m·(t2 – t1)

Откуда

получает тепло нагревающееся вещество?

Q

ТОПЛИВО

Удельная теплота сгорания

• Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, получила название удельной теплоты сгорания топлива
• Обозначается - q (ку)
• Измеряется в «Джоулях на килограмм»
• [q] = 1 Дж/кг

Энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива называется теплотой сгорания топлива

ЗАПОМНИ!

Чтобы подсчитать количество теплоты Q, выделившееся при полном сгорании топлива любой массы m, нужно удельную теплоту сгорания q умножить на массу сгоревшего топлива:

Q = qm

m = Q/q q = Q/m

Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании топлива

Уравнение теплового баланса

 

Q1 – количество теплоты, которое отдает более нагретое тело

Q2 – количество теплоты, которое получает менее нагретое тело

Калориметр – прибор для измерения количества теплоты, отданного или полученного телом

Закон сохранения энергии

• При сгорании топлива выделяется количество теплоты;
• Оно может пойти на нагревание вещества:
• Если потерь энергии нет, то:
• Q1 = Q2
• q · m2 = C · m1 · Δt
• В случае потерь энергии только часть теплоты идет на нагревание
• K · q · m2 = C · m1 · Δt
• Где k – процент теплоты, используемой для нагревания

На какой этаж мог бы подняться школьник массой 50 кг, совершив работу, численно равную количеству теплоты, которое отдает стакан воды (200г), остывая от 100оС до

комнатной температуры (20оС)?

Высоту одного этажа принять 3 м.

Решение

Задача 1

Задача 2

К 100 г воды при температуре 60оС долили 50 г воды при температуре 10оС. Какова будет температура смеси? Передачей тепла окружающему воздуху пренебречь.

Дано:

m1=100 г = 0,1 кг

m2=50 г = 0,05 кг

t1=60оС

t2=10оС

_______________

t - ?

Задача 3

Скорость теплообмена тела теплоемкостью 200 Дж/К показана на рисунке. На сколько кельвин изменится температура этого тела за 5 с?