Bumuo ng pangkalahatang konklusyon tungkol sa pagbabago sa panloob na enerhiya. Panloob na enerhiya. Trabaho at paglipat ng init bilang mga paraan ng pagbabago ng panloob na enerhiya ng katawan. Ang batas ng konserbasyon ng enerhiya sa mga proseso ng thermal

Aralin sa pisika sa ika-8 baitang sa paksang: "Enerhiya sa loob. Mga paraan ng pagbabago panloob na enerhiya"

Layunin ng Aralin:

Ang pagbuo ng konsepto ng "panloob na enerhiya ng katawan" batay sa MKT ng istraktura ng bagay.
Pagkilala sa mga paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya ng katawan.
Ang pagbuo ng konsepto ng "heat transfer" at ang kakayahang mag-aplay ng kaalaman sa MKT ng istraktura ng bagay sa pagpapaliwanag ng mga thermal phenomena.
Pag-unlad ng interes sa pisika sa pamamagitan ng pagpapakita ng mga kagiliw-giliw na halimbawa ng pagpapakita ng mga thermal phenomena sa kalikasan at teknolohiya.
Ang pagbibigay-katwiran sa pangangailangang pag-aralan ang mga thermal phenomena para sa aplikasyon ng kaalamang ito sa pang-araw-araw na buhay.
Pag-unlad ng mga kakayahan sa impormasyon at komunikasyon ng mga mag-aaral.

Uri ng aralin. Pinagsamang aralin.

Uri ng aralin. Aralin - pagtatanghal

Anyo ng aralin.Interactive na pag-uusap, eksperimento sa pagpapakita, pagkukuwento, pag-aaral sa sarili

Mga anyo ng gawaing mag-aaral.pagtutulungan ng magkakasama, indibidwal na trabaho, gumawa ng sama sama.

Kagamitan: elektronikong presentasyon “Internal energy. Mga paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya", computer, projector.

Sa panahon ng mga klase

Oras ng pag-aayos.Magandang hapon Ngayon sa aralin ay makikilala natin ang isa pang uri ng enerhiya, alamin kung ano ang nakasalalay dito at kung paano ito mababago.

Pag-update ng kaalaman.

Pag-uulit ng mga pangunahing konsepto: enerhiya, kinetic at potensyal na enerhiya, mekanikal na gawain.

Pag-aaral ng bagong materyal.

Guro . Bilang karagdagan sa mga konsepto sa itaas, dapat tandaan na ang dalawang urimekanikal na enerhiyamaaaring lumiko (pumasa) sa isa't isa, halimbawa, kapag bumagsak ang katawan. Isaalang-alang ang isang malayang bumabagsak na bola. Malinaw, kapag bumabagsak, ang taas nito sa itaas ng ibabaw ay bumababa, at ang bilis ay tumataas, na nangangahulugan na ang potensyal na enerhiya nito ay bumababa, at ang kinetic energy nito ay tumataas. Dapat itong maunawaan na ang dalawang prosesong ito ay hindi nagaganap nang hiwalay, sila ay magkakaugnay, at ito ay sinabi naAng potensyal na enerhiya ay na-convert sa kinetic.

Upang maunawaan kung ano ang panloob na enerhiya ng katawan, kinakailangang sagutin ang mga sumusunod na katanungan. sunod na tanong Gawa saan ang lahat ng katawan?

Mga mag-aaral . Ang mga katawan ay binubuo ng mga particle na patuloy na gumagalaw nang random at nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Guro . At kung gumagalaw at nakikipag-ugnayan sila, mayroon silang kinetic at potensyal na enerhiya, na bumubuo sa panloob na enerhiya.

Mga mag-aaral. Ito ay lumiliko na ang lahat ng mga katawan ay may parehong panloob na enerhiya, na nangangahulugan na ang temperatura ay dapat na pareho. At hindi ganito.

Guro. Syempre hindi. Ang mga katawan ay may iba't ibang panloob na enerhiya, at susubukan naming malaman kung ano ang nakasalalay sa panloob na enerhiya ng katawan at kung ano ang hindi nakasalalay.

Kahulugan.

Kinetic energypaggalaw ng butil atpotensyal na enerhiyaang kanilang pakikipag-ugnayan aypanloob na enerhiya ng katawan.

Ang panloob na enerhiya ayat ito ay sinusukat, tulad ng lahat ng iba pang uri ng enerhiya, sa J (joules).

Samakatuwid, mayroon kaming isang formula para sa panloob na enerhiya ng katawan:. Saan sa ilalim ay nauunawaan bilang ang kinetic energy ng mga particle ng katawan, at sa ilalimay ang kanilang potensyal na enerhiya.

Alalahanin ang nakaraang aralin, kung saan napag-usapan natin ang katotohanan na ang paggalaw ng mga particle ng isang katawan ay nailalarawan sa temperatura nito, sa kabilang banda, ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay nauugnay sa kalikasan (aktibidad) ng paggalaw ng mga particle. Samakatuwid, ang panloob na enerhiya at temperatura ay magkakaugnay na mga konsepto. Kapag tumaas ang temperatura ng katawan, tumataas din ang panloob na enerhiya nito, at kapag bumaba ito, bumababa ito.

Nalaman namin na ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay maaaring magbago. Isaalang-alang ang mga paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya ng katawan.

Pamilyar ka na sa konsepto ng mekanikal na gawain ng katawan, ito ay nauugnay sa paggalaw ng katawan kapag ang isang tiyak na puwersa ay inilapat dito. Kung ang gawaing mekanikal ay ginanap, kung gayon ang enerhiya ng katawan ay nagbabago, at ang parehong ay maaaring masabi partikular tungkol sa panloob na enerhiya ng katawan. Ito ay maginhawa upang ilarawan ito sa isang diagram:

Guro Ang paraan ng pagtaas ng panloob na enerhiya ng katawan sa panahon ng alitan ay kilala sa mga tao mula noong sinaunang panahon. Ganito gumawa ng apoy ang mga tao. Paggawa sa mga workshop, halimbawa, pag-ikot ng mga bahagi gamit ang isang file, ano ang mapapansin? (Nag-init ang mga bahagi). Kapag ang isang tao ay nilalamig, nagsisimula siyang manginig nang hindi sinasadya. sa tingin mo bakit? (Ang panginginig ay nagdudulot ng mga contraction ng kalamnan. Dahil sa gawain ng mga kalamnan, ang panloob na enerhiya ng katawan ay tumataas, ito ay nagiging mas mainit). Anong konklusyon ang maaaring makuha mula sa sinabi?

Mga mag-aaral . Ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay nagbabago kapag tapos na ang trabaho. Kung ang katawan mismo ay gumagana, ang panloob na enerhiya nito ay bumababa, at kung ang trabaho ay ginawa dito, ang panloob na enerhiya ay tumataas.

Guro . sa teknolohiya, industriya, araw-araw na pagsasanay palagi kaming nakakatugon sa isang pagbabago sa panloob na enerhiya ng katawan kapag gumagawa ng trabaho: pag-init ng mga katawan sa panahon ng forging, sa epekto; gumana sa naka-compress na hangin o singaw.

Magpahinga tayo at matuto ng ilan Interesanteng kaalaman mula sa kasaysayan ng mga thermal phenomena (dalawang mag-aaral ang gumawa ng mga maikling presentasyon na inihanda nang maaga).

Mensahe 1. Paano nangyari ang mga himala?

Ang sinaunang Griyegong mekaniko na si Heron ng Alexandria, ang imbentor ng bukal na nagtataglay ng kanyang pangalan, ay nag-iwan sa atin ng paglalarawan ng dalawang mapanlikhang paraan kung saan nilinlang ng mga pari ng Ehipto ang mga tao, na nagbigay inspirasyon sa kanila na maniwala sa mga himala.
Sa figure 1 makikita mo ang isang guwang na metal na altar, at sa ilalim nito ay isang mekanismo na nakatago sa piitan na nagpapakilos sa mga pintuan ng templo. Nakatayo ang altar sa labas nito. Kapag ang apoy ay nag-aapoy, ang hangin sa loob ng altar, dahil sa pag-init, ay lalong nagdiin sa tubig sa sisidlan na nakatago sa ilalim ng sahig; ang tubig ay pinipilit na lumabas sa sisidlan sa pamamagitan ng isang tubo at ibinuhos sa isang balde, na, pababang, ay nagpapagana ng isang mekanismo na umiikot sa mga pinto (Larawan 2). Ang nagulat na mga manonood, na hindi alam ang pag-install na nakatago sa ilalim ng sahig, ay nakakita ng isang "himala" sa harap nila: sa sandaling ang apoy ay sumiklab sa altar, ang mga pintuan ng templo, "nakikinig sa mga panalangin ng pari", ay natutunaw bilang kung sa kanilang sarili...

Inilalantad ang "himala" ng mga pari ng Ehipto: ang mga pintuan ng templo ay nabuksan sa pamamagitan ng pagkilos ng apoy ng sakripisyo.

Mensahe 2. Paano nangyari ang mga himala?

Ang isa pang haka-haka na himala na inayos ng mga pari ay inilalarawan sa fig. 3. Kapag ang apoy ay nagliliyab sa altar, ang hangin, na lumalawak, ay kumukuha ng langis mula sa ibabang imbakan ng tubig papunta sa mga tubo na nakatago sa loob ng mga pigura ng mga pari, at pagkatapos ay ang langis ay mahimalang ibinubuhos sa apoy ... Ngunit sa sandaling tahimik na inalis ng pari na namamahala sa altar na ito ang tangke ng tapunan - at huminto ang pagbuhos ng langis (dahil ang labis na hangin ay malayang tumakas sa butas); ang mga pari ay gumawa ng ganitong panlilinlang nang ang alay ng mga sumasamba ay masyadong kakaunti.

Guro. Alam nating lahat ang morning tea! Napakasarap gumawa ng tsaa, ibuhos ang asukal sa isang tasa at uminom ng kaunti, na may maliit na kutsara. Isang bagay lang ang masama - ang kutsara ay masyadong mainit! Anong nangyari sa kutsara? Bakit tumaas ang temperatura niya? Bakit tumaas ang kanyang panloob na enerhiya? Nagawa ba natin ito?

Mga mag-aaral . Hindi, hindi nila ginawa.

Guro . Alamin natin kung bakit nagkaroon ng pagbabago sa panloob na enerhiya.

Sa una, ang temperatura ng tubig ay mas mataas kaysa sa temperatura ng kutsara, at samakatuwid ang bilis ng mga molekula ng tubig ay mas malaki. Nangangahulugan ito na ang mga molekula ng tubig ay may mas maraming kinetic energy kaysa sa mga particle ng metal kung saan ginawa ang kutsara. Kapag bumabangga sa mga particle ng metal, ang mga molekula ng tubig ay naglilipat ng bahagi ng kanilang enerhiya sa kanila, at ang kinetic energy ng mga particle ng metal ay tumataas, at ang kinetic energy ng mga molekula ng tubig ay bumababa. Ang ganitong paraan ng pagbabago ng panloob na enerhiya ng mga katawan ay tinatawag paglipat ng init . Sa aming Araw-araw na buhay madalas nating nakakaharap ang hindi pangkaraniwang bagay na ito. Halimbawa, sa tubig, kapag nakahiga sa lupa o sa niyebe, lumalamig ang katawan, na maaaring humantong sa sipon o frostbite. Sa matinding hamog na nagyelo, ang mga pato ay kusang umakyat sa tubig. sa tingin mo bakit? (Sa matinding hamog na nagyelo, ang temperatura ng tubig ay mas mataas kaysa sa nakapaligid na temperatura, kaya ang ibon ay mas lalamig sa tubig kaysa sa hangin.).Isinasagawa ang heat transfer sa maraming paraan, ngunit pag-uusapan natin ito sa susunod na aralin.

Kaya, ang dalawang paraan ng pagbabago ng panloob na enerhiya ay posible. alin?

Mga mag-aaral . Tapos na ang trabaho at paglipat ng init.

Pagsasama-sama ng pinag-aralan na materyal.Ngayon tingnan natin kung gaano ka natuto bagong materyal aralin ngayon. Magtatanong ako at susubukan mong sagutin ang mga ito.

Tanong 1 . Ang malamig na tubig ay ibinuhos sa isang baso, ang parehong dami ng tubig na kumukulo ay ibinuhos sa isa pa. Aling baso ang may higit na panloob na enerhiya? (Sa pangalawa, dahil mas mataas ang temperatura nito).

Tanong 2. May dalawang tansong bar ang parehong temperatura, ngunit ang masa ng isa ay 1 kg, at ang isa ay 0.5 kg. Alin sa dalawang ibinigay na bar ang may higit na panloob na enerhiya? (Una, dahil mas malaki ang masa nito).

Tanong 3. Ang martilyo ay umiinit kapag ito ay hinampas, halimbawa, sa isang palihan, at kapag ito ay nakahiga sa araw sa isang mainit na araw ng tag-araw. Pangalanan ang mga paraan ng pagbabago ng panloob na enerhiya ng martilyo sa parehong mga kaso. (Sa unang kaso, tapos na ang trabaho, at sa pangalawa, paglipat ng init).

Tanong 4 . Ang tubig ay ibinuhos sa isang metal na mug. Alin sa mga sumusunod na aksyon ang nagbabago sa panloob na enerhiya ng tubig? (13)

Pag-init ng tubig sa isang mainit na kalan.
Gumagawa ng trabaho sa tubig, dinadala ito sa paggalaw ng pagsasalin kasama ang mug.
Paggawa sa tubig sa pamamagitan ng paghahalo nito sa isang panghalo.

Guro . At ngayon iminumungkahi kong magtrabaho ka nang mag-isa. (Ang mga mag-aaral ay nahahati sa 6 na grupo, at ang karagdagang gawain ay isasagawa sa mga pangkat). Nasa harap mo ang isang papel na may tatlong gawain.

Ehersisyo 1. Ano ang dahilan ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng mga katawan sa mga sumusunod na phenomena:

pagpainit ng tubig na may boiler;
paglamig ng pagkain na inilagay sa refrigerator;
pag-aapoy ng posporo kapag hinampas nito sa kahon;
matinding init at pagkasunog mga artipisyal na satellite ang lupa kapag pumasok sila sa mas mababang siksik na mga layer ng atmospera;
kung mabilis mong yumuko ang kawad sa parehong lugar, pagkatapos ay sa isang direksyon, pagkatapos ay sa kabilang direksyon, kung gayon ang lugar na ito ay nagiging napakainit;
pagluluto ng pagkain;
kung mabilis kang dumausdos pababa sa isang poste o lubid, maaari mong sunugin ang iyong mga kamay;
pagpainit ng tubig sa pool sa isang mainit na araw ng tag-araw;
kapag nagmamartilyo ng pako, umiinit ang sumbrero nito;
Nagniningas ang posporo kapag inilagay sa apoy ng kandila.

Para sa dalawang grupo - sa panahon ng alitan; ang iba pang dalawang grupo - sa epekto at dalawa pang grupo - sa compression.

Pagninilay.

Anong bago, kawili-wiling mga bagay ang natutunan mo sa aralin ngayon?
Paano mo nakuha ang materyal na iyong natutunan?
Ano ang mga kahirapan? Nagawa mo na bang malampasan ang mga ito?
Makakatulong ba sa iyo ang kaalamang natamo sa aralin ngayon?

Pagbubuod ng aralin.Ngayon ay nakilala namin ang mga pangunahing konsepto ng seksyon " thermal phenomena» panloob na enerhiya at paglipat ng init at nakilala ang mga paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya ng mga katawan. Ang kaalamang natamo ay tutulong sa iyo na ipaliwanag at mahulaan ang takbo ng mga prosesong thermal na matutugunan mo sa iyong buhay.

Takdang aralin. § 2, 3. Mga gawaing pang-eksperimento:

Sukatin ang temperatura ng tubig na ibinuhos sa isang garapon o bote na may thermometer sa bahay.
Isara nang mahigpit ang sisidlan at kalugin ito nang malakas sa loob ng 10-15 minuto, pagkatapos ay sukatin muli ang temperatura.
Upang maiwasan ang paglipat ng init mula sa iyong mga kamay, magsuot ng guwantes o balutin ang sisidlan ng tuwalya.
Anong paraan ng pagbabago ng panloob na enerhiya ang ginamit mo? Ipaliwanag.
Kumuha ng goma na nakatali sa isang singsing, ilagay ang tape sa iyong noo at tandaan ang temperatura nito. Hawakan ang goma gamit ang iyong mga daliri, masiglang iunat nang maraming beses at, sa isang nakaunat na anyo, pindutin muli ito sa noo. Gumawa ng konklusyon tungkol sa temperatura at ang mga dahilan na naging sanhi ng pagbabago.

Preview:

Upang gamitin ang preview ng mga presentasyon, lumikha ng isang Google account (account) at mag-sign in:

Ang mga particle ng anumang katawan, mga atomo o molekula, ay nagsasagawa ng isang magulong walang humpay na paggalaw (ang tinatawag na thermal motion). Samakatuwid, ang bawat particle ay may ilang kinetic energy.

Bilang karagdagan, ang mga particle ng bagay ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa sa pamamagitan ng mga puwersa ng electrical attraction at repulsion, gayundin sa pamamagitan ng nuclear forces. Samakatuwid, ang buong sistema ng mga particle binigay na katawan mayroon ding potensyal na enerhiya.

Kinetic energy thermal motion nabubuo ang mga particle at ang potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan ang bagong uri enerhiya, na hindi nabawasan sa mekanikal na enerhiya ng katawan (i.e., ang kinetic energy ng paggalaw ng katawan sa kabuuan at ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan nito sa ibang mga katawan). Ang ganitong uri ng enerhiya ay tinatawag na panloob na enerhiya.

Ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay ang kabuuang kinetic energy ng thermal motion ng mga particle nito kasama ang potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Ang panloob na enerhiya ng isang thermodynamic system ay ang kabuuan ng mga panloob na enerhiya ng mga katawan na kasama sa system.

Kaya, ang panloob na enerhiya ng katawan ay nabuo sa pamamagitan ng mga sumusunod na termino.

1. Kinetic energy ng tuluy-tuloy na magulong paggalaw ng mga particle ng katawan.

2. Potensyal na enerhiya ng mga molekula (atom), dahil sa mga puwersa ng intermolecular na pakikipag-ugnayan.

3. Enerhiya ng mga electron sa mga atomo.

4. intranuclear na enerhiya.

SA kaso ang pinakasimpleng modelo sangkap ng isang perpektong gas para sa panloob na enerhiya, maaari kang makakuha ng isang tahasang formula.

8.1 Panloob na enerhiya ng isang monatomic ideal na gas

Ang potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga particle ng isang perpektong gas ay zero (tandaan na sa ideal na modelo ng gas ay napapabayaan natin ang pakikipag-ugnayan ng mga particle sa isang distansya). Samakatuwid, ang panloob na enerhiya ng isang monatomic ideal na gas ay nabawasan sa kabuuang kinetic energy ng translational8 motion ng mga atoms nito. Ang enerhiya na ito ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagpaparami ng bilang ng mga atom ng gas N sa average na kinetic energy E ng isang atom:

U=NE=N		kT=NA

U=32mRT:

Nakikita natin na ang panloob na enerhiya ng isang perpektong gas (mass at komposisyong kemikal na hindi nagbabago) ay isang function ng temperatura lamang nito. Para sa isang tunay na gas, likido o solid, ang panloob na enerhiya ay nakasalalay din sa lakas ng tunog, dahil kapag nagbago ang volume, nagbabago ang kamag-anak na posisyon ng mga particle at, bilang isang resulta, ang potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan.

8 Sa isang polyatomic gas, kinakailangan ding isaalang-alang ang pag-ikot ng mga molekula at ang mga panginginig ng boses ng mga atomo sa loob ng mga molekula.

8.2 Pag-andar ng estado

Ang pinakamahalagang pag-aari ng panloob na enerhiya ay na ito ay isang function ng estado ng isang thermodynamic system. Ibig sabihin, ang panloob na enerhiya ay katangi-tanging tinutukoy ng isang hanay ng mga macroscopic na parameter na nagpapakilala sa system at hindi nakasalalay sa "prehistory" ng system, ibig sabihin, sa kung anong estado ang sistema noon at kung gaano ito partikular na natapos sa ibinigay na estado.

Kaya, sa panahon ng paglipat ng isang sistema mula sa isang estado patungo sa isa pa, ang pagbabago sa panloob na enerhiya nito ay tinutukoy lamang ng mga paunang at panghuling estado ng system at hindi nakasalalay sa landas ng paglipat mula sa paunang estado hanggang sa pangwakas. Kung ang sistema ay bumalik sa orihinal nitong estado, kung gayon ang pagbabago sa panloob na enerhiya nito ay zero.

Ipinapakita ng karanasan na mayroon lamang dalawang paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya ng katawan:

komisyon gawaing mekanikal;

paglipat ng init.

Sa madaling salita, maaari mong painitin ang takure gamit ang dalawa lamang sa panimula iba't ibang paraan: kuskusin ito ng isang bagay o ilagay sa apoy :-) Isaalang-alang natin ang mga pamamaraang ito nang mas detalyado.

8.3 Pagbabago sa panloob na enerhiya: paggawa ng trabaho

Kung ang trabaho ay tapos na sa katawan, pagkatapos ay ang panloob na enerhiya ng katawan ay tumataas.

Halimbawa, ang isang pako pagkatapos matamaan ng martilyo ay umiinit at medyo nade-deform. Ngunit ang temperatura ay isang sukatan ng average na kinetic energy ng mga particle ng isang katawan. Ang pag-init ng isang kuko ay nagpapahiwatig ng pagtaas sa kinetic energy ng mga particle nito: sa katunayan, ang mga particle ay pinabilis ng isang suntok ng martilyo at sa pamamagitan ng alitan ng kuko laban sa board.

Ang pagpapapangit ay walang iba kundi ang pag-aalis ng mga particle na may kaugnayan sa bawat isa; Matapos ang epekto, ang kuko ay sumasailalim sa pagpapapangit ng compression, ang mga partikulo nito ay lumalapit sa isa't isa, ang mga salungat na puwersa sa pagitan nila ay tumataas, at ito ay humahantong sa isang pagtaas sa potensyal na enerhiya ng mga particle ng kuko.

Kaya, ang panloob na enerhiya ng kuko ay nadagdagan. Ito ang resulta ng gawaing ginawa dito, ang gawain ay ginawa ng martilyo at ang puwersa ng alitan sa pisara.

Kung ang gawain ay ginagawa ng katawan mismo, kung gayon ang panloob na enerhiya ng katawan ay bumababa. Hayaan, halimbawa, ang naka-compress na hangin sa isang heat-insulated na sisidlan sa ilalim ng piston ay lumawak

at nagbubuhat ng karga, sa gayo'y gumagawa ng trabaho. Sa panahon ng naturang proseso, ang hangin ay lalamigin ng mga molekula nito, na tumama pagkatapos ng gumagalaw na piston, na nagbibigay dito ng bahagi ng kanilang kinetic energy. (Sa parehong paraan, ang isang manlalaro ng putbol, na huminto sa isang mabilis na lumilipad na bola gamit ang kanyang paa, ay inilalayo ito mula sa bola at pinapahina ang bilis nito.) Samakatuwid, ang panloob na enerhiya ng hangin ay bumababa.

Ang hangin, sa gayon, ay gumagana dahil sa panloob na enerhiya nito: dahil ang sisidlan ay thermally insulated, walang pagpasok ng enerhiya sa hangin mula sa anumang panlabas na pinagmumulan, at ang hangin ay nakakakuha ng enerhiya upang gumana lamang mula sa sarili nitong mga reserba.

8.4 Pagbabago sa panloob na enerhiya: paglipat ng init

Ang paglipat ng init ay ang proseso ng paglipat ng panloob na enerhiya mula sa isang mas mainit na katawan patungo sa isang mas malamig, na hindi nauugnay sa pagganap ng mekanikal na gawain. Ang paglipat ng init ay maaaring isagawa alinman sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnay sa mga katawan, o sa pamamagitan ng isang intermediate medium (at kahit na sa pamamagitan ng vacuum). Ang heat transfer ay tinatawag ding heat transfer.

9 Ang proseso sa isang thermally insulated na sisidlan ay tinatawag na adiabatic. Pag-aaralan natin ang proseso ng adiabatic sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa unang batas ng thermodynamics.

May tatlong uri ng heat transfer: conduction, convection at thermal radiation. Ngayon ay titingnan natin ang mga ito nang mas detalyado.

8.5 Thermal conductivity

Kung maglalagay ka ng isang baras na bakal na may isang dulo sa apoy, kung gayon, tulad ng alam namin, hindi mo ito mahawakan sa iyong kamay nang mahabang panahon. Pagpasok sa rehiyon ng mataas na temperatura, ang mga atomo ng bakal ay nagsisimulang mag-vibrate nang mas matindi (ibig sabihin, makakuha ng karagdagang kinetic energy) at magdulot ng mas malakas na suntok sa kanilang mga kapitbahay.

Ang kinetic energy ng mga kalapit na atomo ay tumataas din, at ngayon ang mga atoms na ito ay nagbibigay ng karagdagang kinetic energy sa kanilang mga kapitbahay. Kaya, mula sa bawat seksyon, ang init ay unti-unting kumakalat sa kahabaan ng baras mula sa dulo na inilagay sa apoy hanggang sa aming kamay. Ito ang thermal conductivity (Fig. 18)10.

kanin. 18. Thermal conductivity

Ang thermal conductivity ay ang paglipat ng panloob na enerhiya mula sa mas maiinit na bahagi ng katawan patungo sa hindi gaanong init dahil sa thermal motion at interaksyon ng mga particle ng katawan.

Ang thermal conductivity ng iba't ibang mga sangkap ay naiiba. Ang mga metal ay may mataas na thermal conductivity: ang pinakamahusay na conductor ng init ay pilak, tanso at ginto. Ang thermal conductivity ng mga likido ay mas mababa. Ang mga gas ay nagsasagawa ng init nang napakasama na nabibilang na sila sa mga insulator ng init: dahil sa malalaking distansya sa pagitan nila, ang mga molekula ng gas ay nakikipag-ugnayan nang mahina sa isa't isa. Iyon ang dahilan kung bakit, halimbawa, ang mga bintana ay naka-double-frame: pinipigilan ng isang layer ng hangin ang paglabas ng init).

Samakatuwid, ang mga buhaghag na katawan tulad ng ladrilyo, lana o balahibo ay mahihirap na konduktor ng init. Naglalaman sila ng hangin sa kanilang mga pores. Hindi nakakagulat na ang mga bahay na ladrilyo ay itinuturing na pinakamainit, at sa mga nagyelo ay isinusuot ng mga tao mga fur coat at mga jacket na may layer ng down o sintetikong winterizer.

Ngunit kung ang hangin ay nagsasagawa ng init nang hindi maganda, kung gayon bakit ang silid ay nagpainit mula sa baterya? Ito ay dahil sa ibang uri ng heat transfer convection.

8.6 Kombeksyon

Ang convection ay ang paglipat ng panloob na enerhiya sa mga likido o gas bilang resulta ng sirkulasyon ng mga daloy at paghahalo ng bagay.

Ang hangin na malapit sa baterya ay umiinit at lumalawak. Ang puwersa ng gravity na kumikilos sa hangin na ito ay nananatiling pareho, ngunit ang buoyant na puwersa mula sa nakapaligid na hangin ay tumataas, upang ang pinainit na hangin ay nagsimulang lumutang patungo sa kisame. Sa lugar nito ay ang lamig

10 Larawan mula sa website educationalelectronicsusa.com.

air11, kung saan ang parehong bagay ay paulit-ulit.

Bilang isang resulta, ang sirkulasyon ng hangin ay itinatag, na nagsisilbing isang halimbawa ng kombeksyon; ang pamamahagi ng init sa silid ay isinasagawa ng mga alon ng hangin.

Ang isang ganap na kahalintulad na proseso ay maaaring maobserbahan sa isang likido. Kapag naglagay ka ng takure o isang palayok ng tubig sa kalan, ang tubig ay pinainit pangunahin dahil sa convection (ang kontribusyon ng thermal conductivity ng tubig ay napakaliit dito).

Ang mga convection na alon sa hangin at likido ay ipinapakita12 sa Fig.19.

kanin. 19. Kombeksyon

SA mga solido walang convection: ang mga puwersa ng interaksyon ng mga particle ay malaki, ang mga particle ay nag-o-ocillate malapit sa mga nakapirming spatial na punto (mga node kristal na sala-sala), at walang mga daloy ng bagay ang maaaring mabuo sa ilalim ng gayong mga kondisyon.

Para sa sirkulasyon ng mga alon ng kombeksyon kapag nagpainit ng isang silid, kinakailangan na ang pinainit na hangin ay may isang lugar upang lumutang. Kung ang radiator ay naka-install sa ilalim ng kisame, pagkatapos ay walang sirkulasyon na magaganap. mainit na hangin kaya sa ilalim ng kisame at mananatili. Iyon ang dahilan kung bakit inilalagay ang mga kagamitan sa pag-init sa ilalim ng silid. Para sa parehong dahilan, ang takure ay inilalagay sa apoy, bilang isang resulta kung saan ang pinainit na mga layer ng tubig, tumataas, ay nagbibigay daan sa mga mas malamig.

Sa kabaligtaran, ang air conditioner ay dapat ilagay nang mataas hangga't maaari: pagkatapos ay ang malamig na hangin ay magsisimulang lumubog, at ang mas mainit na hangin ay darating sa lugar nito. Ang sirkulasyon ay pupunta sa kabaligtaran na direksyon kumpara sa paggalaw ng mga daloy kapag pinainit ang silid.

8.7 thermal radiation

Paano nakakakuha ng enerhiya ang Earth mula sa Araw? Ang heat conduction at convection ay hindi kasama: kami ay pinaghihiwalay ng 150 milyong kilometro ng walang hangin na espasyo.

Ang ikatlong uri ng paglipat ng init ay thermal radiation. Maaaring magpalaganap ang radyasyon kapwa sa bagay at sa vacuum. Paano ito umusbong?

electrical pala yun magnetic field malapit na nauugnay sa isa't isa at may isang kahanga-hangang pag-aari. Kung ang electric field ay nagbabago sa paglipas ng panahon, ito ay bumubuo ng magnetic field, na, sa pangkalahatan, ay nagbabago rin sa oras13. Sa turn, ang isang alternating magnetic field ay bumubuo ng isang alternating electric field, na muling bumubuo ng isang alternating magnetic field, na muling bumubuo ng isang alternating electric field. . .

11 Ang parehong proseso, ngunit sa mas malaking sukat, ay patuloy na nangyayari sa kalikasan: ito ay kung paano nilikha ang hangin.

12 Mga larawan mula sa physics.arizona.edu.

13 Ito ay tatalakayin nang mas detalyado sa electrodynamics, sa paksa ng electromagnetic induction.

Bilang resulta ng pag-unlad ng prosesong ito, ang isang electromagnetic wave na "naka-hooked" na mga electric at magnetic field ay kumakalat sa kalawakan. Tulad ng tunog electromagnetic waves may propagation speed at frequency in kasong ito ito ay ang dalas kung saan ang mga magnitude at direksyon ng mga patlang ay nagbabago sa alon. nakikitang liwanag espesyal na kaso electromagnetic waves.

Ang bilis ng pagpapalaganap ng mga electromagnetic wave sa vacuum ay napakalaki: 300,000 km/s. Kaya, mula sa Earth hanggang sa Buwan, ang liwanag ay naglalakbay nang higit pa sa isang segundo.

Ang saklaw ng dalas ng mga electromagnetic wave ay napakalawak. Pag-uusapan natin ang higit pa tungkol sa sukat ng mga electromagnetic wave sa kaukulang sheet. Dito lamang natin napapansin na ang nakikitang liwanag ay isang maliit na hanay ng sukat na ito. Nasa ibaba nito ang mga frequency ng infrared radiation, sa itaas ng frequency ng ultraviolet radiation.

Alalahanin ngayon na ang mga atom, na sa pangkalahatan ay neutral sa kuryente, ay naglalaman ng mga proton na may positibong charge at mga electron na may negatibong charge. Ang mga sisingilin na particle na ito, na gumagawa ng magulong paggalaw kasama ng mga atomo, ay lumilikha ng mga alternating electric field at sa gayon ay nagpapalabas ng mga electromagnetic wave. Ang mga alon na ito ay tinatawag na thermal radiation bilang isang paalala na ang kanilang pinagmulan ay ang thermal motion ng mga particle ng matter.

Ang anumang katawan ay pinagmumulan ng thermal radiation. Sa kasong ito, dinadala ng radiation ang bahagi ng panloob na enerhiya nito. Ang pagkakaroon ng nakilala sa mga atomo ng isa pang katawan, ang radiation ay nagpapabilis sa kanila sa pamamagitan ng pag-oscillating nito electric field, at ang panloob na enerhiya ng katawan na ito ay tumataas. Ganito tayo magbabad sa araw.

Sa mga ordinaryong temperatura, ang mga frequency ng thermal radiation ay namamalagi sa infrared na hanay, upang hindi ito maramdaman ng mata (hindi natin nakikita kung paano tayo "nagningning"). Kapag ang isang katawan ay pinainit, ang mga atomo nito ay nagsisimulang maglabas ng mga alon na higit sa mataas na frequency. Ang isang bakal na pako ay maaaring painitin ng sobrang init hanggang sa temperatura na ang thermal radiation nito ay mapupunta sa mas mababang (pula) na bahagi ng nakikitang hanay. At ang Araw ay tila sa amin dilaw-puti: ang temperatura sa ibabaw ng Araw ay napakataas (6000 C) na sa spectrum ng radiation nito mayroong lahat ng mga dalas ng nakikitang liwanag, at kahit na ultraviolet, salamat sa kung saan kami ay nag-sunbathe.

Tingnan natin muli ang tatlong uri ng paglipat ng init (Figure 20)14.

kanin. 20. Tatlong uri ng paglipat ng init: pagpapadaloy, kombeksyon, radiation

14 Mga larawan mula sa beodom.com.

Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura ng katawan, binabago natin ang panloob na enerhiya nito. Kapag ang isang katawan ay pinainit, ang panloob na enerhiya nito ay tumataas, kapag ito ay pinalamig, ito ay bumababa.

Gumawa tayo ng isang eksperimento. Inaayos namin ang isang manipis na pader na tansong tubo sa stand. Ibuhos ang isang maliit na eter dito at isara ito nang mahigpit gamit ang isang tapunan. Ngayon ay binabalot namin ang tubo gamit ang isang lubid at nagsimulang kuskusin ang tubo kasama nito, mabilis na hinila ito sa lubid sa isang direksyon o sa iba pa. Pagkaraan ng ilang oras, ang panloob na enerhiya ng tubo na may eter ay tataas nang labis na ang eter ay kumukulo at ang nagreresultang singaw ay itulak palabas ang tapon (Larawan 60).

Ang karanasang ito ay nagpapakita na ang panloob na enerhiya ng katawan ay maaaring mabago sa pamamagitan ng paggawa ng trabaho sa katawan, lalo na sa pamamagitan ng alitan.

Sa pamamagitan ng pagbabago ng panloob na enerhiya ng isang piraso ng kahoy sa pamamagitan ng alitan, ang ating mga ninuno ay gumawa ng apoy. Ang temperatura ng pag-aapoy ng kahoy ay 250 °C. Samakatuwid, upang makakuha ng apoy, kailangan mong kuskusin ang isang piraso ng kahoy sa isa pa hanggang ang kanilang temperatura ay umabot sa halagang ito. Madali ba? Nang subukan ng mga bayani ng nobelang "The Mysterious Island" ni Jules Verne na magpaputok sa ganitong paraan, hindi sila nagtagumpay.

"Kung ang enerhiya na ginugol nina Neb at Pencroff ay maaaring gawing init, malamang na sapat na ito upang painitin ang boiler ng isang steamer ng karagatan. Ngunit ang resulta ng kanilang pagsisikap ay zero. Ang mga piraso ng kahoy, gayunpaman, ay uminit, ngunit mas kaunti kaysa sa mga kalahok mismo ang operasyong ito.

Pagkatapos ng isang oras na trabaho, si Pencroff ay natatakpan ng pawis at galit na itinapon ang mga piraso ng kahoy, na nagsasabi:
"Huwag mong sabihin sa akin na ang mga ganid ay gumagawa ng apoy sa ganitong paraan!" Mas gugustuhin kong paniwalaan iyon parating na ang tag-init niyebe. Ito ay mas madali, marahil, upang sindihan ang iyong sariling mga palad sa pamamagitan ng paghagod ng mga ito sa isa't isa.

Ang dahilan ng kanilang kabiguan ay ang apoy ay kailangang gawin hindi sa pamamagitan lamang ng pagkuskos ng isang piraso ng kahoy laban sa isa pa, ngunit sa pamamagitan ng pagbabarena ng isang tabla gamit ang isang matulis na patpat (Larawan 61). Pagkatapos, na may isang tiyak na kasanayan, posible na taasan ang temperatura sa pugad ng stick ng 20 ° C sa 1 s. At tumatagal lamang ng 250/20=12.5 segundo upang dalhin ang stick sa punto ng pagkasunog!

Maraming tao sa ating panahon ang "gumagawa" ng apoy sa pamamagitan ng alitan - sa pamamagitan ng pagkuskos ng posporo Kahon ng posporo. Gaano katagal ang mga tugma? Ang produksyon ng unang (phosphorus) na mga tugma ay nagsimula noong 1930s. ika-19 na siglo Ang posporus ay nagniningas sa medyo mababang pag-init - hanggang 60 °C lamang. Samakatuwid, upang masindi ang isang posporo na posporo, sapat na upang hampasin ito sa halos anumang ibabaw (simula sa pinakamalapit na pader at nagtatapos sa bootleg). Gayunpaman, ang mga posporo na ito ay lubhang mapanganib: ang mga ito ay nakakalason at, dahil sa madaling pag-aapoy, ay kadalasang nagdulot ng sunog. Ang mga tugmang pangkaligtasan (na ginagamit pa rin natin ngayon) ay naimbento noong 1855 sa Sweden (kaya't ang kanilang pangalan ay "Swedish na mga tugma"). Ang phosphorus sa mga posporo na ito ay pinalitan ng iba pang mga nasusunog na sangkap.

Kaya, maaaring mapataas ng friction ang temperatura ng isang substance. Gumagawa ng trabaho sa katawan(halimbawa, paghampas ng isang piraso ng tingga gamit ang martilyo, pagbaluktot at pag-unbending ng wire, paglipat ng isang bagay sa ibabaw ng isa pa, o pag-compress ng gas sa isang silindro gamit ang piston), pinapataas natin ang panloob na enerhiya nito. Kung ang katawan mismo ang gumagawa ng gawain " (dahil sa panloob na enerhiya nito), pagkatapos ay ang panloob na enerhiya ng katawan ay bumababa at ang katawan ay lumalamig.

Pagmasdan natin ito sa karanasan. Kumuha ng makapal na pader na salamin na sisidlan at mahigpit na isara ito gamit ang isang rubber stopper na may butas. Sa pamamagitan ng butas na ito, sa tulong ng isang bomba, magsisimula kaming magbomba ng hangin sa sisidlan. Pagkaraan ng ilang oras, ang cork ay lilipad palabas ng sisidlan na may ingay, at ang fog ay lilitaw sa mismong sisidlan (Larawan 62). Ang hitsura ng fog ay nangangahulugan na ang hangin sa sisidlan ay naging mas malamig at, dahil dito, ang panloob na enerhiya nito ay nabawasan. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang naka-compress na hangin sa sisidlan, na itinutulak ang tapunan, ay ginawa ang trabaho sa pamamagitan ng pagbawas ng panloob na enerhiya nito. Samakatuwid, ang temperatura ng hangin ay bumaba.

Ang panloob na enerhiya ng katawan ay maaaring mabago nang hindi gumagawa ng trabaho. Kaya, halimbawa, maaari itong madagdagan sa pamamagitan ng pag-init ng isang takure ng tubig sa kalan o sa pamamagitan ng pagbaba ng isang kutsara sa isang baso ng mainit na tsaa. Ang fireplace kung saan ang apoy ay nag-aapoy, ang bubong ng bahay na iluminado ng araw, atbp. Ang pagtaas sa temperatura ng mga katawan sa lahat ng mga kasong ito ay nangangahulugan ng pagtaas sa kanilang panloob na enerhiya, ngunit ang pagtaas na ito ay nangyayari nang hindi gumagawa ng trabaho .

Ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang katawan nang hindi gumagawa ng trabaho ay tinatawag pagpapalitan ng init. Ang paglipat ng init ay nangyayari sa pagitan ng mga katawan (o mga bahagi ng parehong katawan) na may iba't ibang temperatura.

Paano, halimbawa, nangyayari ang paglipat ng init kapag nadikit ang malamig na kutsara mainit na tubig? Una, ang average na bilis at kinetic energy ng mga molecule mainit na tubig lumampas sa average na bilis at kinetic energy ng mga particle ng metal kung saan ginawa ang kutsara. Ngunit sa mga lugar kung saan ang kutsara ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang mga molekula ng mainit na tubig ay nagsisimulang maglipat ng bahagi ng kanilang kinetic energy sa mga particle ng kutsara, at nagsisimula silang gumalaw nang mas mabilis. Sa kasong ito, ang kinetic energy ng mga molekula ng tubig ay bumababa, at ang kinetic energy ng mga particle ng kutsara ay tumataas. Kasabay ng enerhiya, nagbabago rin ang temperatura: unti-unting lumalamig ang tubig, at uminit ang kutsara. Ang pagbabago sa kanilang temperatura ay nangyayari hanggang sa ito ay maging pareho para sa tubig at sa kutsara.

Ang bahagi ng panloob na enerhiya na inilipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa sa panahon ng paglipat ng init ay tinutukoy ng isang titik at tinatawag dami ng init.
Ang Q ay ang dami ng init.

Ang dami ng init ay hindi dapat malito sa temperatura. Ang temperatura ay sinusukat sa mga degree, at ang dami ng init (tulad ng anumang iba pang enerhiya) ay sinusukat sa joules.

Kapag nagkadikit ang mga katawan na may iba't ibang temperatura, ang mas mainit na katawan ay naglalabas ng isang tiyak na dami ng init, at ang mas malamig na katawan ay tumatanggap nito.

Kaya, mayroong dalawang paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya: 1) gumagawa ng trabaho at 2) pagpapalitan ng init. Kapag ipinapatupad ang una sa mga pamamaraang ito, ang panloob na enerhiya ng katawan ay nagbabago sa dami ng perpektong gawain A, at kapag ipinatupad ang pangalawa sa mga ito, sa halagang katumbas ng halaga ng inilipat na init Q

Kapansin-pansin, ang parehong itinuturing na mga pamamaraan ay maaaring humantong sa eksaktong parehong mga resulta. Samakatuwid, ayon sa pagtatapos na resulta imposibleng matukoy kung alin sa mga pamamaraang ito ang nakakamit. Kaya, ang pagkuha ng isang pinainit na bakal na karayom mula sa mesa, hindi namin masasabi kung paano ito pinainit - sa pamamagitan ng alitan o sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa isang mainit na katawan. Sa prinsipyo, maaari itong maging isa o isa pa.

1. Magbigay ng dalawang paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya ng katawan. 2. Magbigay ng mga halimbawa ng pagtaas ng panloob na enerhiya ng katawan sa pamamagitan ng paggawa nito. 3. Magbigay ng mga halimbawa ng pagtaas at pagbaba ng panloob na enerhiya ng katawan bilang resulta ng paglipat ng init. 4. Ano ang dami ng init? Paano ito itinalaga? 5. Sa anong mga yunit sinusukat ang dami ng init? 6. Sa anong mga paraan maaaring gawin ang apoy? 7. Kailan nagsimula ang paggawa ng mga posporo?

Pindutin ang isang barya o piraso ng foil laban sa karton o ilang uri ng board. Ang pagkakaroon ng unang 10, pagkatapos ay 20, atbp. na paggalaw sa isang direksyon o sa iba pa, pansinin kung ano ang nangyayari sa temperatura ng mga katawan sa proseso ng alitan. Paano nakadepende ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang katawan sa dami ng gawaing ginawa?

Isinumite ng mga mambabasa mula sa mga site sa Internet

Mga elektronikong edisyon nang libre, aklatan ng pisika, mga aralin sa pisika, programa sa pisika, mga abstract ng mga aralin sa pisika, mga aklat-aralin sa pisika, mga yari na takdang-aralin

Nilalaman ng aralin buod ng aralin suporta frame lesson presentation accelerative methods interactive na mga teknolohiya Magsanay mga gawain at pagsasanay mga workshop sa pagsusuri sa sarili, pagsasanay, kaso, quests homework discussion questions retorikal na mga tanong mula sa mga mag-aaral Mga Ilustrasyon audio, mga video clip at multimedia mga larawan, mga larawang graphics, mga talahanayan, mga scheme ng katatawanan, mga anekdota, mga biro, mga parabula sa komiks, mga kasabihan, mga crossword puzzle, mga quote Mga add-on mga abstract articles chips for inquisitive cheat sheets textbooks basic and additional glossary of terms other Pagpapabuti ng mga aklat-aralin at mga aralinpagwawasto ng mga pagkakamali sa aklat-aralin pag-update ng isang fragment sa aklat-aralin na mga elemento ng pagbabago sa aralin na pinapalitan ng mga bago ang hindi na ginagamit na kaalaman Para lamang sa mga guro perpektong mga aralin plano sa kalendaryo para sa taon mga alituntunin mga programa sa talakayan Pinagsanib na Aralin

Ang panloob na enerhiya ay maaaring mabago sa dalawang paraan.

Kung ang trabaho ay ginawa sa isang katawan, ang panloob na enerhiya nito ay tumataas.

Panloob na enerhiya ng katawan(na tinukoy bilang E o U) ay ang kabuuan ng mga energies ng mga molecular interaction at thermal motions ng isang molekula. Ang panloob na enerhiya ay isang single-valued function ng estado ng system. Nangangahulugan ito na sa tuwing makikita ng isang system ang sarili sa isang partikular na estado, ang panloob na enerhiya nito ay ipinapalagay ang halaga na likas sa estadong ito, anuman ang kasaysayan ng system. Dahil dito, ang pagbabago sa panloob na enerhiya sa panahon ng paglipat mula sa isang estado patungo sa isa pa ay palaging magiging katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga halaga nito sa pangwakas at paunang mga estado, anuman ang landas kung saan ginawa ang paglipat.

Ang panloob na enerhiya ng isang katawan ay hindi masusukat nang direkta. Tanging ang pagbabago sa panloob na enerhiya ay maaaring matukoy:

Ang formula na ito ay isang mathematical expression ng unang batas ng thermodynamics

Para sa mga quasi-static na proseso, ang sumusunod na relasyon ay mayroong:

Sinusukat ang temperatura sa Kelvin

Entropy, sinusukat sa joules/kelvin

Sinusukat ang presyon sa pascals

Mga potensyal na kemikal

Bilang ng mga particle sa mga system

Init ng pagkasunog ng gasolina. kondisyong panggatong. Ang dami ng hangin na kailangan para masunog ang gasolina.

Ang kalidad ng isang gasolina ay hinuhusgahan ng calorific value nito. Upang makilala ang solid at likidong mga gasolina, ginagamit ang tiyak na calorific value, na kung saan ay ang dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng isang unit mass (kJ / kg). Para sa mga gaseous fuel, ginagamit ang volumetric calorific value, na kung saan ay ang dami ng init na inilabas sa panahon ng pagkasunog ng isang unit volume (kJ / m3). Bilang karagdagan, ang gas na gasolina sa ilang mga kaso ay tinatantya ng dami ng init na inilabas sa panahon ng kumpletong pagkasunog ng isang nunal ng gas (kJ / mol).

Ang init ng pagkasunog ay tinutukoy hindi lamang sa teorya, kundi pati na rin sa empirically, sa pamamagitan ng pagsunog ng isang tiyak na halaga ng gasolina sa mga espesyal na aparato na tinatawag na calorimeter. Ang init ng pagkasunog ay tinatantya ng pagtaas ng temperatura ng tubig sa colorimeter. Ang mga resulta na nakuha ng pamamaraang ito ay malapit sa mga halaga na kinakalkula mula sa elemental na komposisyon ng gasolina.

Tanong 14Pagbabago sa panloob na enerhiya sa panahon ng pag-init at paglamig. Ang gawain ng gas na may pagbabago sa dami.

Ang panloob na enerhiya ng katawan ay nakasalalay sa average na kinetic energy ng mga molekula nito, at ang enerhiya na ito, naman, ay nakasalalay sa temperatura. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura ng katawan, binabago din natin ang panloob na enerhiya nito.Kapag ang isang katawan ay pinainit, ang panloob na enerhiya nito ay tumataas, at kapag ito ay lumalamig, ito ay bumababa.

Pagbabago sa panloob na enerhiya Ang katawan nang hindi gumagawa ng trabaho ay tinatawag na heat transfer. Ang paglipat ng init ay nangyayari sa pagitan ng mga katawan (o mga bahagi ng parehong katawan) na may iba't ibang temperatura.

Paano, halimbawa, nangyayari ang paglipat ng init kapag ang malamig na kutsara ay nadikit sa mainit na tubig? Una, ang average na bilis at kinetic energy ng mga molecule ng mainit na tubig ay lumampas sa average na bilis at kinetic energy ng mga particle ng metal kung saan ginawa ang kutsara. Ngunit sa mga lugar kung saan ang kutsara ay nakikipag-ugnayan sa tubig, ang mga molekula ng mainit na tubig ay nagsisimulang maglipat ng bahagi ng kanilang kinetic energy sa mga particle ng kutsara, at nagsisimula silang gumalaw nang mas mabilis. Sa kasong ito, ang kinetic energy ng mga molekula ng tubig ay bumababa, at ang kinetic energy ng mga particle ng kutsara ay tumataas. Kasabay ng enerhiya, nagbabago rin ang temperatura: unti-unting lumalamig ang tubig, at uminit ang kutsara. Ang pagbabago sa kanilang temperatura ay nangyayari hanggang sa ito ay maging pareho para sa tubig at sa kutsara.

Ang bahagi ng panloob na enerhiya na inilipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa sa panahon ng pagpapalitan ng init ay tinutukoy ng isang titik at tinatawag na dami ng init.

Ang Q ay ang dami ng init.

Ang dami ng init ay hindi dapat malito sa temperatura. Ang temperatura ay sinusukat sa mga degree, at ang dami ng init (tulad ng anumang iba pang enerhiya) ay sinusukat sa joules.

Kapag nagkadikit ang mga katawan na may iba't ibang temperatura, ang mas mainit na katawan ay naglalabas ng isang tiyak na dami ng init, at ang mas malamig na katawan ay tumatanggap nito.

Nagtatrabaho sa isobaric gas expansion. Ang isa sa mga pangunahing proseso ng thermodynamic na nagaganap sa karamihan ng mga makina ng init ay ang proseso ng pagpapalawak ng gas sa pagganap ng trabaho. Madaling matukoy ang gawaing ginawa sa panahon ng isobaric expansion ng isang gas.

Kung sa panahon ng isobaric expansion ng gas mula sa volume V1 hanggang volume V2 ang piston ay gumagalaw sa cylinder sa layo na l (Fig. 106), kung gayon ang trabaho A "na isinagawa ng gas ay katumbas ng

Kung saan ang p ay ang presyon ng gas, ay ang pagbabago sa dami nito.

Makipagtulungan sa isang arbitrary na proseso ng pagpapalawak ng gas. Ang isang arbitrary na proseso ng pagpapalawak ng gas mula sa dami ng V1 hanggang sa dami ng V2 ay maaaring katawanin bilang isang hanay ng mga alternating isobaric at isochoric na proseso.

Makipagtulungan sa pagpapalawak ng isothermal gas. Ang paghahambing ng mga lugar ng mga figure sa ilalim ng mga seksyon ng isotherm at isobar, maaari nating tapusin na ang pagpapalawak ng gas mula sa dami ng V1 hanggang sa dami ng V2 sa parehong paunang halaga ng presyon ng gas ay sinamahan sa kaso ng isobaric expansion sa pamamagitan ng mas maraming trabaho.

Magtrabaho sa gas compression. Kapag lumawak ang gas, ang direksyon ng vector ng puwersa ng presyon ng gas ay tumutugma sa direksyon ng displacement vector, kaya ang gawaing A "na isinagawa ng gas ay positibo (A" > 0), at ang gawain A ng mga panlabas na puwersa ay negatibo: A \u003d -A "< 0.

Kapag nag-compress ng gas ang direksyon ng panlabas na puwersa vector ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw, samakatuwid ang gawain A ng mga panlabas na puwersa ay positibo (A > 0), at ang gawaing A "na isinagawa ng gas ay negatibo (A"< 0).

proseso ng adiabatic. Bilang karagdagan sa mga proseso ng isobaric, isochoric at isothermal, ang mga proseso ng adiabatic ay madalas na isinasaalang-alang sa thermodynamics.

Ang proseso ng adiabatic ay isang proseso na nangyayari sa isang thermodynamic system sa kawalan ng pagpapalitan ng init sa mga nakapalibot na katawan, ibig sabihin, sa ilalim ng kondisyong Q = 0.

Tanong 15 Mga kondisyon para sa balanse ng katawan. Sandali ng kapangyarihan. Mga uri ng balanse.

Equilibrium, o balanse, ng ilang magkakaugnay na phenomena sa natural at human sciences.

Ang isang sistema ay itinuturing na nasa isang posisyon ng ekwilibriyo kung ang lahat ng mga epekto sa sistemang ito ay nabayaran ng iba o wala nang buo. Ang isang katulad na konsepto ay katatagan. Ang ekwilibriyo ay maaaring maging matatag, hindi matatag o walang malasakit.

Mga karaniwang halimbawa ng balanse:

1. Ang mekanikal na ekwilibriyo, na kilala rin bilang static na ekwilibriyo, ay ang kalagayan ng isang katawan na nakapahinga, o gumagalaw nang pantay, kung saan ang kabuuan ng mga puwersa at mga sandali na kumikilos dito ay zero.

2. Ekwilibriyong kemikal- isang posisyon kung saan ang reaksyong kemikal ay nagpapatuloy sa parehong lawak ng reverse reaction, at bilang resulta walang pagbabago sa dami ng bawat bahagi.

3. Ang pisikal na balanse ng mga tao at hayop, na pinapanatili sa pamamagitan ng pag-unawa sa pangangailangan nito at, sa ilang mga kaso, sa pamamagitan ng artipisyal na pagpapanatili ng balanseng ito [hindi tinukoy na mapagkukunan 948 araw].

4. Thermodynamic equilibrium - ang estado ng sistema kung saan ang mga panloob na proseso nito ay hindi humahantong sa mga pagbabago sa mga macroscopic na parameter (tulad ng temperatura at presyon).

R pagkakapantay-pantay sa zero ng algebraic sum mga sandali ng pwersa hindi rin nangangahulugan na ang katawan ay kinakailangang nagpapahinga. Sa loob ng ilang bilyong taon, ang pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito ay nagpapatuloy sa isang pare-parehong panahon dahil ang algebraic na kabuuan ng mga sandali ng mga puwersa na kumikilos sa Earth mula sa ibang mga katawan ay napakaliit. Para sa parehong dahilan, ang isang umiikot na gulong ng bisikleta ay patuloy na umiikot sa pare-pareho ang dalas, at tanging mga panlabas na pwersa ang humihinto sa pag-ikot na ito.

Mga uri ng balanse. Sa pagsasagawa, ang isang mahalagang papel ay nilalaro hindi lamang sa pamamagitan ng katuparan ng kondisyon ng balanse para sa mga katawan, kundi pati na rin ng husay na katangian ng ekwilibriyo, na tinatawag na katatagan. Mayroong tatlong uri ng balanse ng mga katawan: matatag, hindi matatag at walang malasakit. Ang equilibrium ay tinatawag na stable kung, pagkatapos ng maliliit na panlabas na impluwensya, ang katawan ay babalik sa orihinal nitong estado ng ekwilibriyo. Nangyayari ito kung sa bahagyang pag-aalis katawan sa anumang direksyon mula sa paunang posisyon, ang resulta ng mga puwersang kumikilos sa katawan ay nagiging non-zero at nakadirekta patungo sa posisyon ng ekwilibriyo. Sa stable equilibrium ay, halimbawa, isang bola sa ilalim ng recess.

Ang pangkalahatang kondisyon para sa ekwilibriyo ng isang katawan. Ang pagsasama-sama ng dalawang konklusyon, maaari nating bumalangkas pangkalahatang kondisyon body equilibrium: ang katawan ay nasa equilibrium kung ang geometric na kabuuan ng mga vector ng lahat ng pwersa na inilapat dito at ang algebraic na kabuuan ng mga sandali ng mga puwersang ito na nauugnay sa axis ng pag-ikot ay katumbas ng zero.

Tanong 16Pagsingaw at paghalay. Pagsingaw. kumukulong likido. Pag-asa ng likido na kumukulo sa presyon.

Pagsingaw - ang pag-aari ng pagbagsak ng mga likido upang baguhin ang kanilang estado ng pagsasama-sama at maging singaw. Ang singaw na nangyayari lamang sa ibabaw ng bumabagsak na likido ay tinatawag na evaporation. Ang singaw sa buong dami ng isang likido ay tinatawag na kumukulo; ito ay nangyayari sa isang tiyak na temperatura, depende sa presyon. Ang presyon kung saan kumukulo ang isang likido sa isang naibigay na temperatura ay tinatawag na saturated vapor pressure pnp, ang halaga nito ay depende sa uri ng likido at temperatura nito.

Pagsingaw ay ang proseso kung saan gumagalaw ang isang sangkap estado ng likido sa gaseous (singaw). Ang proseso ng evaporation ay ang kabaligtaran ng proseso ng condensation (transition mula sa isang singaw patungo sa isang likidong estado. Pagsingaw (vaporization), ang paglipat ng isang sangkap mula sa isang condensed (solid o likido) na bahagi patungo sa isang gas (steam); first-order phase paglipat.

Condensation - ito ay ang kabaligtaran na proseso ng pagsingaw. Sa panahon ng paghalay, ang mga molekula ng singaw ay bumalik sa likido. Sa isang saradong sisidlan, ang isang likido at ang singaw nito ay maaaring nasa isang estado ng dinamikong ekwilibriyo kapag ang bilang ng mga molekula na umaalis sa likido ay katumbas ng bilang ng mga molekula na bumabalik sa likido mula sa singaw, iyon ay, kapag ang mga rate ng pagsingaw at pareho ang condensation. Ang ganitong sistema ay tinatawag na two-phase system. Ang singaw na nasa equilibrium kasama ang likido nito ay tinatawag na saturated. Ang bilang ng mga molecule na ibinubuga mula sa isang unit surface area ng isang likido sa isang segundo ay depende sa temperatura ng likido. Ang bilang ng mga molekula na bumabalik mula sa singaw patungo sa likido ay nakasalalay sa konsentrasyon ng mga molekula ng singaw at sa average na bilis ang kanilang thermal motion, na tinutukoy ng temperatura ng singaw.

kumukulo- ang proseso ng singaw sa isang likido (paglipat ng isang sangkap mula sa isang likido patungo sa isang gas na estado), na may hitsura ng mga hangganan ng paghihiwalay ng bahagi. Boiling point sa presyon ng atmospera ay karaniwang ibinibigay bilang isa sa mga pangunahing katangiang physicochemical ng isang kemikal na purong sangkap.

Ang pagkulo ay nakikilala sa pamamagitan ng uri:

1. kumukulo na may libreng convection sa isang malaking volume;

2. kumukulo sa ilalim ng sapilitang kombeksyon;

3. pati na rin na may kaugnayan sa average na temperatura ng likido sa temperatura ng saturation:

4. pagkulo ng isang likido na pinalamig sa temperatura ng saturation (ibabaw na kumukulo);

5. pagkulo ng likidong pinainit hanggang sa saturation temperature

Bubble

kumukulo , kung saan ang singaw ay nabuo sa anyo ng pana-panahong umuusbong at lumalagong mga bula, ay tinatawag na nucleate boiling. Sa mabagal na nucleate na kumukulo sa isang likido (mas tiyak, bilang isang panuntunan, sa mga dingding o sa ilalim ng sisidlan), lumilitaw ang mga bula na puno ng singaw. Dahil sa matinding pagsingaw ng likido sa loob ng mga bula, sila ay lumalaki, lumulutang, at ang singaw ay inilabas sa bahagi ng singaw sa itaas ng likido. Sa kasong ito, sa malapit na pader na layer, ang likido ay nasa isang bahagyang overheated na estado, ibig sabihin, ang temperatura nito ay lumampas sa nominal na punto ng kumukulo. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pagkakaiba na ito ay maliit (sa pagkakasunud-sunod ng isang degree).

Pelikula

Kapag tumaas ang heat flux sa isang tiyak na kritikal na halaga, ang mga indibidwal na bula ay nagsasama, na bumubuo ng tuluy-tuloy na layer ng singaw malapit sa pader ng sisidlan, na pana-panahong pumapasok sa dami ng likido. Ang mode na ito ay tinatawag na film mode.

©2015-2019 site
Lahat ng karapatan ay pag-aari ng kanilang mga may-akda. Hindi inaangkin ng site na ito ang pagiging may-akda, ngunit nagbibigay ng libreng paggamit.
Petsa ng paggawa ng page: 2016-08-20

panloob na enerhiya ay ang kabuuan ng mga kinetic energies ng lahat ng mga particle na bumubuo sa katawan, at ang mga potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga particle na ito sa bawat isa. Kabilang dito ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga electron na may nuclei at ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan mga bahaging bumubuo mga butil.

Ang panloob na enerhiya ay nakasalalay sa temperatura nito. Tinutukoy ng temperatura ang average na kinetic energy ng mga particle ng isang substance. Kapag nagbabago ang temperatura, nagbabago ang distansya sa pagitan ng mga particle, samakatuwid, nagbabago rin ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan nila.

Ang panloob na enerhiya ay nagbabago rin kapag ang isang sangkap ay pumasa mula sa isa estado ng pagsasama-sama sa isa pa. Ang mga prosesong nauugnay sa isang pagbabago sa temperatura o estado ng pagsasama-sama ng isang sangkap ay tinatawag thermal. Ang mga thermal na proseso ay sinamahan ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng katawan.

mga reaksiyong kemikal, ang mga reaksyong nuklear ay sinamahan din ng pagbabago sa panloob na enerhiya ng katawan, dahil nagbabago ang enerhiya ng interaksyon ng mga particle na kasangkot sa mga reaksyon. Ang panloob na enerhiya ay nagbabago kapag ang mga atom ay naglalabas o sumisipsip ng enerhiya sa panahon ng paglipat ng mga electron mula sa isang shell patungo sa isa pa.

Isa sa mga paraan upang baguhin ang panloob na enerhiya ay Trabaho. Kaya, sa panahon ng alitan ng dalawang katawan, ang kanilang temperatura ay tumataas, i.e. tumataas ang kanilang panloob na enerhiya. Halimbawa, sa pagproseso ng mga metal - pagbabarena, pag-ikot, paggiling.

Kapag ang dalawang katawan na may magkaibang temperatura ay nagkadikit, ang enerhiya ay inililipat mula sa katawan na may mataas na temperatura sa isang katawan na may mababang temperatura. Ang proseso ng paglilipat ng enerhiya mula sa isang katawan patungo sa isa pa, pagkakaroon ng higit pa mababang temperatura, ay tinatawag na paglipat ng init.

Kaya, sa kalikasan mayroong dalawang proseso kung saan nagbabago ang panloob na enerhiya ng katawan:

a) ang pagbabago ng mekanikal na enerhiya sa panloob na enerhiya at kabaligtaran; habang ginagawa ang trabaho;

b) paglipat ng init; habang walang ginagawa.

Kung ihalo mo mainit at malamig na tubig, pagkatapos ay mapapatunayan sa eksperimento na ang dami ng init na ibinibigay ng mainit na tubig at ang dami ng init na natanggap malamig na tubig, ay katumbas ng bawat isa. Ipinakikita ng karanasan na kung ang pagpapalitan ng init ay nangyayari sa pagitan ng mga katawan, kung gayon ang panloob na enerhiya ng lahat ng mga katawan ng pag-init ay tataas ng kasing dami ng nababawasan ng panloob na enerhiya ng mga nagpapalamig na katawan. Kaya, ang enerhiya ay dumadaan mula sa isang katawan patungo sa isa pa, ngunit ang kabuuang enerhiya ng lahat ng mga katawan ay nananatiling hindi nagbabago. Ito batas ng konserbasyon at pagbabago ng enerhiya.

Sa lahat ng mga phenomena na nagaganap sa kalikasan, ang enerhiya ay hindi lumabas at hindi nawawala. Nagbabago lamang ito mula sa isang species patungo sa isa pa, habang ang halaga nito ay napanatili.

Halimbawa, ang isang lead bullet na lumilipad sa isang tiyak na bilis ay tumama sa isang balakid at uminit.

O, ang isang ice floe, na bumabagsak mula sa isang snow cloud, ay natutunaw malapit sa lupa.