№ 4 7 класс Внутренняя энергия

Урок № 4 за 9.04.20. 7 класс физика

Тема: Внутренняя энергия

Цель: ввести понятие внутренней энергии тела как суммы кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Ознакомить учащихся с двумя способами изменения внутренней энергии.

1. Организационный этап.

Делаем записи в тетради для решения задач. Пишем число и Домашняя работа. Вы же все делаете дома.

2.Актуализация

Отвечаем устно.

1. Из каких частиц состоят все вещества?

2. Как можно охарактеризовать их движение?

3. Почему движение частиц называется тепловым?

4. Как движение частиц вещества связано с температурой?

5 Что называется тепловым равновесием?

6. Что такое температура?

7.Теплопередача?

8. Что такое энергия? Каковы единицы энергии в СИ?

9. Что такое Ек ? Еп ?

3. Новая тема

Смотрим видеоуроки.

1. Это большой фрагмент, но очень хорошее объяснение. Советую.

https://www.youtube.com/watch?v=jBtYI-J7NqYУрок 105 (осн). Внутренняя энергия тела и способы ее изменения. Количество теплоты 2. https://www.youtube.com/watch?v=zKWoduQxzOAФизика 8 класс (Урок№1 - Температура и тепловое движение) 3. https://www.youtube.com/watch?v=xXdceZ_sG-sФизика 8 класс : Внутренняя энергия тела и способы ее изменения 4. https://www.youtube.com/watch?v=FsPocqURPrU03 Способы изменения внутренней энергии тела

Проведем мысленный эксперимент

Отпустим пластилиновый шарик с некоторой высоты.

-Какую энергию имел шарик в начале движения?

-Происходил ли переход энергии во время падения? Какой именно?

-Какой энергией обладал шарик непосредственно перед ударом? Куда делась эта энергия?

-Что произошло с шариком и крышкой стола?

Вывод: шарик нагрелся (и деформировался), а механическая энергия шарика не пропала, а перешла в так называемую внутреннюю энергию.

Изучение нового материала.

Обедая, я часто замечал, что некоторые блюда сохраняют своё тепло гораздо дольше других, а яблочные пироги и яблоки с миндалём оставались горячими удивительно долго. Сильно поражённый такой необычной способностью сохранять теплоту, которой обладали яблоки, я часто размышлял о ней; обжигая рот яблоками или встречая другие блюда с такими же свойствами, я всегда пытался, но напрасно, найти хоть какое-нибудь объяснение этому удивительному явлению...Позднее, заведуя сверлением пушечных стволов в мастерских военного арсенала в Мюнхене, я был сильно поражён тем значительным количеством тепла, которое за короткое время получает ствол при сверлении.                       Румфорд (физик Томсон)

Наряду с механической энергией тел и её разновидностями – кинетической и потенциальной энергией, в физике изучают и так называемую внутреннюю энергию тел.

Вы видите взлетающую ракету. Она совершает работу – поднимает космонавтов и груз. Кинетическая энергия ракеты возрастает, так как по мере подъёма ракета приобретает всё большую скорость. Потенциальная энергия ракеты также возрастает, так как она всё выше поднимается над Землёй. Следовательно, сумма этих энергий, то есть механическая энергия ракеты, тоже увеличивается.

Мы помним, что при совершении телом работы его энергия уменьшается. Однако ракета совершает работу, но её энергия не уменьшается, а увеличивается! В чём же разгадка противоречия? Оказывается, что кроме механической энергии существует ещё один вид энергии – внутренняя энергия. Именно за счёт уменьшения внутренней энергии сгорающего топлива ракета совершает механическую работу и, кроме того, увеличивает свою механическую энергию.

Не только горючие, но и горячие тела обладают внутренней энергией, которую легко превратить в механическую работу. Проделаем опыт. Нагреем в кипятке гирю и поставим на жестяную коробочку, присоединённую к манометру. По мере того как воздух в коробочке будет прогреваться, жидкость в манометре начнёт двигаться (см. рисунок).

Расширяющийся воздух совершает над жидкостью работу. За счёт какой энергии это происходит? Разумеется, за счёт внутренней энергии гири. Следовательно, в этом опыте мы наблюдаем превращение внутренней энергии тела в механическую работу. Заметим, что механическая энергия гири в этом опыте не меняется – она всё время равна нулю.

Итак, внутренняя энергия – это такая энергия тела, за счёт которой может совершаться механическая работа, при этом не вызывая убыли механической энергии этого тела.

Внутренняя энергия любого тела зависит от множества причин: рода и состояния его вещества, массы и температуры тела и других. Внутренней энергией обладают все тела: большие и маленькие, горячие и холодные, твёрдые, жидкие и газообразные.

Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь, образно говоря, горячих и горючих веществ и тел. Это нефть, газ, уголь, геотермальные источники вблизи вулканов и так далее. Кроме того, в XX веке человек научился использовать и внутреннюю энергию так называемых радиоактивных веществ. Это, например, уран, плутоний и другие.

Взгляните на схему. В популярной литературе нередко упоминаются тепловая, химическая, электрическая, атомная (ядерная) и другие виды энергии. Все они, как правило, являются разновидностями внутренней энергии, так как за счёт них может совершаться механическая работа, не вызывая при этом убыли механической энергии. Понятие внутренней энергии мы рассмотрим более подробно при дальнейшем изучении физики.

И так:

1.Внутренняя энергия – суммарная энергия движения (Ек) и взаимодействия (Еп) всех частиц, из которых состоит тело.

2.Внутренняя энергия зависит: от механического движения тела и его положения относительно других тел.

Обозначение: U, Дж – в СИ.

3.Способы изменения U :

- совершением механической работы над телом (U увеличивается) или самим телом (U уменьшается);

- путем теплопередачи (без совершения работы над телом или самим телом).

4. Энергия, переданная или полученная телом при теплопередаче называется количеством теплоты Q, Дж – в СИ.

5.Виды теплопередачи:

- теплопроводность (непосредственная передача энергии от частиц более нагретой части тела к частицам менее нагретой части тела);

- конвекция (передача тепла потоками жидкости или газа);

- излучение (электромагнитные волны).

VI. Закрепление нового материала.

Фронтальный опрос: устно проговариваем

1. Как называется энергия, переданная путём теплопередачи?

2. Может ли произойти передача энергии в процессе теплообмена от горячего тела холодному без изменения температуры горячего тела?

3. Что такое внутренняя энергия тела?

4. Может ли произойти изменение внутренней энергии тела без осуществления процессов теплообмена этого тела с другими телами?

5. Приведите примеры использования на практике процессов изменения внутренней энергии тела при совершении работы.

Домашнее задание. Рефлексия.

1. § 30.

2. эксперимент 30.1. Делаем в тетради. ПРОВЕРЯЕТСЯ.

3. стр. 131 письменно ответить на вопросы.

4. Выучить выделенные слова, термины.

Тема занятия

Мои действия на занятии (слушал, выполнял эксперимент, общался...)

Я на занятии научился, узнал.. (оценивать свои действия, приобретать знания caмостоятельно и т.д.)

В чем ценность занятия для меня?

Что вызвало затруднения и почему?

Свою работу я оценил бы на оценку ..., потому что ...

Класс (учитель) выставил мне за работу оценку ...

Меня порадовало (огорчило)