Внутренняя энергия. Количество теплоты

Тепловое движение

Внутренняя

энергия

Температура

Способы изменения внутренней энергии

Теплопередача

Способы теплопередачи:

А) теплопроводность

Б) конвекция

В) излучение

Механическая работа

(трение, деформация, дробление и т.п.)

A = F·s

• Главное отличие теплового движения от механического в том, что это – движение огромного числа частиц. Оно не зависит от выбора системы отсчета. Это хаотическое, непрерывное и непрекращающееся движение. Интенсивность теплового движения зависит от температуры.

• Наиболее наглядным

экспериментальным

подтверждением гипотезы о

тепловом движении частиц

вещества является

броуновское движение.

Молекулы воды

Броуновская частица

• Температура – это физическая характеристика состояния вещества, определяемая средней кинетической энергией теплового движения частиц вещества.

Ртутный термометр. Газовый термометр. Биметаллический термометр.

Соединительная трубка

Баллон,,заполненный газом (Не, N 2 , Н 2 )

Устройство для измерения

давления (манометр)

Один из наиболее простых и знакомых инструментов для измерения температуры - ртутный стеклянный термометр. Шарик с ртутью в нижней части термометра располагают в среде или прижимают к предмету, температуру которого хотят измерить, и в зависимости от того, получает шарик тепло или отдает, ртуть расширяется или сжимается и ее столбик поднимается или опускается в капилляре.

Основной его элемент - спиральная пластинка из двух спаянных металлов с разными коэффициентами теплового расширения. При нагревании один из металлов расширяется сильнее другого, спираль закручивается и поворачивает стрелку относительно шкалы. Такие устройства часто используют для измерения температуры воздуха в помещениях и на улице.

1 – баллон с газом

2 – капилляр

3 - манометр

В конце XVIII в. Шарль установил, что одинаковое нагревание любого газа приводит к одинаковому повышению давления, если при этом объем остается постоянным. При изменении температуры по шкале Цельсия зависимость давления газа при постоянном объёме выражается линейным законом. А отсюда следует, что давление газа (при V=const) можно принять в качестве количественной меры температуры. Соединив сосуд, в котором находится газ, с манометром и проградуировав прибор, можно измерять температуру по показаниям манометра.

В широких пределах изменений концентраций газов и температур и малых давлениях температурный коэффициент давления разных газов примерно одинаковый, поэтому способ измерения температуры с помощью газового термометра оказывается малозависящим от свойств конкретного веществ, используемого в термометре в качестве рабочего тела. Наиболее точные результаты получаются, если в качестве рабочего тела использовать водород или гелий.

вода

лед

монета

• Механическая работа
• Теплопередача

газ

tº 2 Через некоторое время tº 1 = tº 2 tº 2 = tº 1 Состояние теплового равновесия " width="640"

От более нагретого тела к менее нагретому

t º 1 tº 2

t º 1 tº 2

Через некоторое время

tº 1 = tº 2 tº 2 = tº 1

Состояние теплового равновесия

+ Q

нагревание

tºC

Q

0

Q

- Q

охлаждение

t,ºC

0

Q

Q

• Петя, опаздывая в школу, оставил на столе недопитый кофе.

• Между какими телами происходит

теплообмен?

• Какие из них отдают тепло, а

какие получают?

• До каких пор будет происходить

этот процесс?

• Сравните количества теплоты, которые потребуются для нагревания на 20 º С стального и свинцового брусков, если:

а) массы брусков одинаковы;

б) объемы брусков одинаковы.

t,ºC

Б

А

0

Q, Дж