Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії
10 клас Мета онлайн уроку: формувати під час очного або дистанційного навчання знання про внутрішню енергію та способи її зміни; вміння розв’язувати фізичні задачі на визначення кількості теплоти; пояснювати фізичні явища та процеси, з’ясовувати їх закономірності
Л. Больцман
Актуалізація опорних знань. Перевірка знань
Фронтальна бесіда
При дистанційному навчанні відповідаємо письмово.
1. У 8 класі ви вже вивчали «Теплові явища» і багато про це знаєте. Згадайте та озвучте означення «кількості теплоти». (Хто забув, може скористатись додатковими джерелами.)
2. Далі пригадуємо означення «питомої теплоємності речовини».
Вивчення нового матеріалу «Внутрішня енергія і способи її зміни»
Опрацьовуємо очно або дистанційно параграф «Внутрішня енергія і способи її зміни» та записуємо головне, §36 за підручником «Фізика 10 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».
При дистанційному навчанні розпочати урок варто з пояснювального відео.
У термодинаміці внутрішню енергію U тіла розуміють як суму кінетичної енергії хаотичного руху частинок речовини, з яких складається тіло, і потенціальної енергії їх взаємодії.
Для описування теплових процесів є важливим не стільки значення внутрішньої енергії, як її зміна.
Одиниця внутрішньої енергії в СІ — джоуль: [U] = 1 Дж (J).
Особливості внутрішньої енергії ідеального газу:
1. Внутрішня енергія ідеального газу дорівнює кінетичній енергії поступального та обертального рухів його частинок.
2. Внутрішня енергія даної маси ідеального газу прямо пропорційна його абсолютній температурі.
3. Внутрішня енергія — функція стану системи. Вона однозначно визначається основними макроскопічними параметрами (p, V, T), що характеризують систему.
4. Внутрішню енергію можна змінити двома способами: виконанням роботи і теплопередачею.
Використаємо симуляцію від Phet, щоб проаналізувати дані твердження.
Теплопередача (теплообмін) — процес зміни внутрішньої енергії тіла або частин тіла без виконання роботи.
Види теплопередачі: теплопровідність, конвекція, випромінювання.
Кількість теплоти Q — це фізична величина, що дорівнює енергії, яку тіло одержує (або віддає) в ході теплопередачі.
Одиниця кількості теплоти в СІ — джоуль: [Q]=1 Дж (J).
Q = cm∆T = cm∆t,
де c — питома теплоємність речовини; m — маса речовини;
∆T = T – T0 = t – t0 — зміна температури.
Теплоємністю тіла: C = cm.
Ще одна формула для визначення кількості теплоти Q = C∆T.
Кількість теплоти Q, яка поглинається при плавленні кристалічної речовини (або виділяється при кристалізації рідини), обчислюють за формулою:
Q = λm,
де m — маса речовини; λ — питома теплота плавлення.
Кількість теплоти Q, яка поглинається при пароутворенні (або виділяється при конденсації), обчислюють за формулою:
Q = rm, або Q = Lm,
де m — маса речовини; r(L) — питома теплота пароутворення за даної температури.
Закріплення набутих знань
Пройдіть інтерактивний тест онлайн уроку «Внутрішня енергія і способи її зміни», побудований на основі контрольних запитань параграфа та додаткових завдань, щоб закріпити вивчений матеріал.
Тест "Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії"
Розв’язуємо в робочому зошиті задачі 1-2 з параграфу §36, уважно аналізуючи усі дії.
Задача 1
Неон масою 100 г міститься в колбі об’ємом 5 л. У процесі ізохорного охолодження тиск неону зменшився від 100 до 50 кПа. На скільки при цьому змінилися внутрішня енергія і температура неону?
Задача 2
Внутрішня алюмінієва посудина калориметра має масу 50 г і містить 200 г води за температури 30 °С. У посудину кинули кубики льоду за температури 0 °С, унаслідок чого температура води в калориметрі знизилася до 20 °С. Визначте масу льоду. Питомі теплоємності води та алюмінію дорівнюють: cв = 4200 Дж/(кг·К), cAl = 920 Дж/(кг·К); питома теплота плавлення льоду — 334 кДж/кг.
Домашнє завдання
Вправи до онлайн уроку «Внутрішня енергія і способи її зміни», які вкаже ваш учитель фізики.
Наприклад, Вправа 36, завдання 1, 2 за підручником «Фізика 10 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».
