Внутренняя энергия и тепловые явления

Слайд 1. Внутренняя энергия и тепловые явления

Физика, 8 класс: основы термодинамики и расчет количества теплоты

Слайд 2. Что такое внутренняя энергия?

Внутренняя энергия тела — это сумма кинетической энергии движения всех молекул, из которых состоит тело, и потенциальной энергии их взаимодействия.

Обозначается буквой $U$. Единица измерения в СИ — Джоуль (Дж). Она не зависит от механического движения тела как целого.

Слайд 3. Два способа изменить энергию

Если над телом совершают работу (сжатие, трение), его $U$ увеличивается. Если тело само совершает работу (расширение газа), $U$ уменьшается.

Процесс изменения внутренней энергии без совершения механической работы. Энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым.

Слайд 4. Виды теплопередачи

Теплопроводность — перенос энергии от частиц к частицам при их непосредственном взаимодействии.

Конвекция — перенос энергии струями жидкости или газа. Невозможна в твердых телах.

Излучение — перенос энергии с помощью электромагнитных волн. Работает даже в вакууме.

Слайд 5. Теплопроводность в деталях

Разные вещества проводят тепло по-разному:

Металлы — лучшие проводники (серебро, медь).

Жидкости проводят тепло хуже металлов.

Газы обладают самой низкой теплопроводностью.

Вакуум не проводит тепло совсем.

Слайд 6. Сравнение видов теплопередачи

Слайд 7. Удельная теплоемкость

Физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой $1$ кг для того, чтобы его температура изменилась на $1$ ${}^{\circ }C$.

Обозначение: $c$.

Единица измерения: $[\text{Дж}/(\text{кг}{\cdot }^{\circ }C)]$.

У каждого вещества своя теплоемкость (у воды — $4200$, у железа — $460$).

Слайд 8. Сравнение теплоемкостей веществ

Вода имеет одну из самых высоких теплоемкостей, что делает ее отличным теплоносителем и смягчает климат планеты.

Слайд 9. Расчет количества теплоты

Для расчета энергии, необходимой для нагревания (или выделяемой при охлаждении), используется формула:

$Q=c\cdot m\cdot (t_2-t_1)$

Где:

$Q$ — количество теплоты (Дж)

$c$ — удельная теплоемкость

$m$ — масса (кг)

$t_2-t_1$ — изменение температуры

Слайд 10. Уравнение теплового баланса

В замкнутой системе тел количество теплоты, отданное более нагретыми телами, равно количеству теплоты, полученному менее нагретыми телами:

$Q_{\text{отд}}+Q_{\text{пол}}=0$

Или в модульном виде: $|Q_{\text{отд}}|=Q_{\text{пол}}$

Это прямое следствие закона сохранения энергии.