Конспект по физике 8 класс параграф 6 Баз. + Ответы на вопросы. Краткое содержание § 6. СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛА по учебнику Перышкина (базовый уровень). Конспект по пунктам параграфа. Код материалов: Физика Конспект №6 Баз.
Вернуться к Списку конспектов
Конспект §6. СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛА
Краткое содержание § 6
Внутренняя энергия тела определяется кинетической энергией хаотического движения молекул и потенциальной энергией их взаимодействия. Она не зависит от механического движения тела как целого: у планёра на горе и в полёте при одинаковой температуре внутренняя энергия одинакова, хотя механическая различается.
Изменить внутреннюю энергию можно двумя способами: совершением работы и теплопередачей.
- Совершение работы. Если работа совершается над телом (удар молотком по стержню, трение верёвки о трубку с эфиром), внутренняя энергия увеличивается: тело нагревается и деформируется. Если работу совершает само тело (воздух выталкивает пробку из банки), его внутренняя энергия уменьшается: воздух резко охлаждается, и водяной пар конденсируется в капельки.
- Теплопередача — процесс изменения внутренней энергии без совершения работы. Она возможна только при наличии разности температур, и энергия всегда передаётся от тела с более высокой температурой к телу с более низкой. Примеры: нагревание стержня пламенем спиртовки, охлаждение нагретого стержня в холодной воде.
Таким образом, существуют два способа изменения внутренней энергии: совершение работы и теплопередача.
Дополнительно
Любопытно, что в опыте Румфорда вода закипала без огня: сверло, совершая работу, превращало механическую энергию во внутреннюю энергию воды. Когда вы трёте ладони, они нагреваются за счёт работы трения. Теплопередача может происходить даже в вакууме — например, от Солнца к Земле переносится энергия излучения. Самопроизвольная передача тепла от холодного тела к горячему невозможна, но в холодильнике она осуществляется за счёт работы компрессора.
Ответы на вопросы
1. Пользуясь рисунком 10, расскажите, как изменяется внутренняя энергия тела, когда над ним совершают работу.
Ответ. Когда по металлическому стержню ударяют молотком, над стержнем совершается работа. Он нагревается и деформируется, при этом изменяются кинетическая энергия движения молекул и потенциальная энергия их взаимодействия, поэтому внутренняя энергия стержня увеличивается.
2. Опишите опыт, показывающий, что внутренняя энергия тела уменьшается при совершении работы.
Возьмём толстостенную банку с узким горлом, закроем пробкой и будем накачивать воздух. Через некоторое время пробка вылетит, а на внутренней поверхности банки появятся капельки жидкости. Воздух, выталкивая пробку, совершает работу, при этом он резко охлаждается, и водяной пар превращается в воду. Поскольку работу совершает само тело, его внутренняя энергия уменьшается.
3. Что такое теплопередача? При каком условии возможен этот процесс?
Теплопередача — это процесс изменения внутренней энергии тела без совершения работы. Она возможна только при наличии разности температур: энергия передаётся от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой.
4. Приведите примеры изменения внутренней энергии тела путём теплопередачи.
Если к концу металлического стержня поднести пламя спиртовки, через некоторое время нагреется весь стержень — энергия передаётся от пламени к стержню. Если нагретый стержень опустить в холодную воду, температура воды увеличивается, а стержня уменьшается — энергия передаётся от стержня к воде. В обоих случаях работа не совершается.
5. Назовите способы изменения внутренней энергии тела.
Внутреннюю энергию тела можно изменить двумя способами: совершением работы и теплопередачей.
6. Чем объяснить, что при вколачивании гвоздя в стену его шляпка почти не нагревается, но, когда гвоздь вбит, достаточно нескольких ударов, чтобы шляпка сильно нагрелась?
При вколачивании гвоздя удары молотка совершают работу по перемещению гвоздя в стене, поэтому основная часть энергии переходит во внутреннюю энергию гвоздя и стены, а шляпка нагревается слабо. Когда гвоздь уже вбит, перемещения нет, и вся работа ударов почти полностью превращается во внутреннюю энергию шляпки и гвоздя, из-за чего шляпка сильно нагревается. Кроме того, масса шляпки мала, поэтому даже малое количество теплоты вызывает заметное повышение температуры.
Упражнение 4
1. Каким способом — совершением работы или теплопередачей — изменялась внутренняя энергия детали: а) при сверлении в ней отверстия; б) при нагревании её в печи перед закалкой; в) при быстром охлаждении детали в воде?
а) При сверлении отверстия внутренняя энергия изменяется совершением работы (из-за трения сверла о деталь). б) При нагревании в печи — теплопередачей (от печи к детали). в) При быстром охлаждении в воде — теплопередачей (от детали к воде).
2. В кузнице с помощью молота (холодная ковка) получают нужную форму детали. Как вы думаете, нагревается ли деталь после ударов молота? Обоснуйте свой ответ.
Да, нагревается. Удары молота совершают работу по деформации детали, при этом механическая энергия удара превращается во внутреннюю энергию детали, поэтому температура детали повышается.
3. Кусок свинца можно нагреть разными способами: ударяя по нему несколько раз молотком, помещая в пламя горелки, сгибая и разгибая несколько раз, помещая в горячую воду. Можно ли утверждать, что во всех случаях внутренняя энергия куска свинца изменилась?
Да, во всех случаях внутренняя энергия куска свинца увеличивается. При ударах молотком и при сгибании над свинцом совершается работа, а при нагревании в пламени горелки и в горячей воде энергия передаётся ему теплопередачей.
4. Что происходит со спичкой при трении её о коробок? Меняется ли при этом её внутренняя энергия? Ответ обоснуйте.
При трении спички о коробок совершается работа трения, в результате внутренняя энергия спички увеличивается, температура повышается, и спичка загорается. Таким образом, внутренняя энергия меняется — она увеличивается за счёт совершения работы.
Это любопытно… Опыт Румфорда. При сверлении помещённой в воду металлической болванки вода, к удивлению окружающих, закипала без огня.
Приведите пример опыта, результат которого свидетельствует, по вашему мнению, в пользу того, что теплорода не существует. Обоснуйте свою точку зрения.
Опыт Румфорда показывает, что теплота выделяется непрерывно, пока продолжается механическая работа сверления, и вода закипает без огня. Если бы теплота была веществом — теплородом, запас его в теле был бы ограничен и рано или поздно иссяк бы. Но теплота выделялась вновь и вновь, что доказывает: теплота — это энергия, а не вещество.
Вы смотрели: конспект по физике к учебнику 8 класса §6. СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ТЕЛА. Краткое содержание темы учебника. Ответы на вопросы в конце параграфа. Код материалов: Физика Конспект №6 Баз.