วัดพลังงานภายใน กำลังภายใน. งานและการถ่ายเทความร้อนเป็นวิธีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน

กลับไปข้างหน้า

ความสนใจ! การแสดงตัวอย่างสไลด์มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น และอาจไม่ได้แสดงถึงคุณลักษณะทั้งหมดของการนำเสนอ หากสนใจงานนี้กรุณาดาวน์โหลดฉบับเต็ม

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• การพัฒนาความสนใจและความสามารถของนักเรียนบนพื้นฐานของการถ่ายทอดความรู้และประสบการณ์ทางปัญญาและ กิจกรรมสร้างสรรค์;
• ความเข้าใจของนักเรียนในเรื่องดังกล่าว แนวคิดที่สำคัญเช่น พลังงาน พลังงานภายใน การถ่ายเทความร้อน และประเภทของการนำความร้อน การแผ่รังสี การพาความร้อน
• พัฒนาแนวคิดของนักเรียนเกี่ยวกับกฎพื้นฐานของธรรมชาติโดยใช้ตัวอย่างกฎการอนุรักษ์พลังงาน

งาน:

• การได้มาซึ่งความรู้ของนักเรียนเกี่ยวกับ กำลังภายในวิธีการเปลี่ยนแปลงความคุ้นเคยกับเงื่อนไข: การถ่ายเทความร้อนการนำความร้อนการแผ่รังสี
• การพัฒนานักเรียนให้สามารถสังเกตปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ วิจัยเชิงทดลอง และสรุปผลได้
• ความเชี่ยวชาญของนักเรียนเกี่ยวกับแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ทั่วไปเช่น ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่พิสูจน์แล้วซึ่งเป็นผลมาจากการทดลอง

ประเภทบทเรียน:รวมกัน

การสาธิต:

• การเปลี่ยนแปลงพลังงานกล (โดยใช้ตัวอย่างการเคลื่อนที่ของลูกบอลยางและลูกตุ้มของแมกซ์เวลล์)
• การเปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานภายใน (โดยใช้ตัวอย่างลูกบอลตะกั่วตกลงไปบนแผ่นตะกั่ว)
• การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในตามรูปที่ 4 และ 5 ของหนังสือเรียน (Perishkin A.V. Physics-8) อุ่นเหรียญด้วยเปลวเทียนและเมื่อถูกับไม้บรรทัดไม้ ให้ทำความร้อนด้วยค้อนทุบ
• การทดลองตามรูปที่ 6-9 ในตำราเรียน (Peryshkin A.V. Physics-8);
• การทดลองในรูปที่ 10.11 ในตำราเรียน (Peryshkin A.V. Physics-8)
• การสังเกตการพาความร้อนในก๊าซโดยใช้ตัวอย่างการสังเกตการพาความร้อนไหลจากเทียนที่กำลังลุกไหม้ในการฉายภาพไปยังหน้าจอที่มีแสงสว่าง
• การสาธิตโคมไฟที่ใช้ปรากฏการณ์การพาความร้อน
• ทำความร้อนอากาศในตัวรับความร้อนด้วยการแผ่รังสี
• สาธิตความสามารถในการดูดซับของสารต่างๆ

ในระหว่างเรียน

บันทึก:

เนื้อหาที่นำเสนอในการนำเสนอนี้มีหลายหัวข้อที่สำคัญสำหรับการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อนเพิ่มเติมและได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้ในหลายบทเรียนและเมื่ออธิบาย หัวข้อใหม่ทั้งในช่วงการทำซ้ำทั่วไปในชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 และเมื่อเรียน ฟิสิกส์โมเลกุลในเกรด 10

ขอแนะนำให้รวบรวมความรู้ที่ได้รับในหัวข้อโดยใช้ตัวอย่างปัญหาที่มีการนำเสนออย่างเพียงพอในชุดปัญหาทางฟิสิกส์:

• เอ.วี. Peryshkin การรวบรวมปัญหาในวิชาฟิสิกส์เกรด 7-9, ed. "สอบ" ม., 2556.
• ในและ ลูคาชิก อี.วี. Ivanova การรวบรวมปัญหาทางฟิสิกส์เกรด 7-9 เอ็ด "การตรัสรู้" JSC "ตำรามอสโก", M. , 2544
• และคนอื่น ๆ.

ดังนั้นสิ่งนี้ การนำเสนอสามารถใช้บางส่วนและ (หรือ) ทั้งหมดในบทเรียนได้ ขึ้นอยู่กับเป้าหมายและวัตถุประสงค์ของบทเรียนนี้ เช่น เมื่อเรียนรู้เนื้อหาใหม่ๆ

คำอธิบายของวัสดุใหม่:

เมื่อเริ่มกำหนดแนวคิดเรื่องพลังงานภายใน จำเป็นต้องเชิญชวนให้นักเรียนจดจำสิ่งที่พวกเขารู้เกี่ยวกับพลังงานกลของร่างกาย

คำถามสำหรับนักเรียน:

1. เมื่อไหร่ที่ร่างกายบอกว่ามีพลังงาน?
2. พลังงานกลประเภทใดบ้างที่มีความโดดเด่น?
3. ร่างกายใดบ้างที่มีพลังงานจลน์และขึ้นอยู่กับอะไร?
4. พลังงานศักย์ของร่างกายขึ้นอยู่กับอะไร?
5. ยกตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงของพลังงานกล

(สไลด์ 2-5)

สไลด์ 2

สไลด์ 3

สไลด์ 4

สไลด์ 5

การก่อตัวของแนวคิดเรื่องพลังงานภายในนั้นมีพื้นฐานมาจากแนวคิดของ "การละเมิด" ที่ชัดเจนของกฎการอนุรักษ์พลังงานเมื่อลูกบอลตะกั่วชนกับแผ่นตะกั่ว

ประสบการณ์หมายเลข 1การกระทบของลูกตะกั่วบนแผ่นตะกั่ว จาก "การละเมิด" กฎการอนุรักษ์พลังงานและการศึกษาสถานะของลูกบอลตะกั่วหลังจากการกระแทกสรุปได้ว่าร่างกายทุกคนมีพลังงานซึ่งเรียกว่าพลังงานภายใน (สไลด์ 6-8)

สไลด์ 6

สไลด์ 7

สไลด์ 8

ต่อไป จำเป็นต้องอธิบายให้นักเรียนฟังถึงความแตกต่างระหว่างพลังงานภายในและพลังงานกลของร่างกาย สิ่งสำคัญคือต้องสรุปว่าพลังงานภายในของร่างกายไม่ได้ขึ้นอยู่กับพลังงานกลของร่างกาย แต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของร่างกายและ สถานะของการรวมตัวสาร กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลังงานภายในของร่างกายถูกกำหนดโดยความเร็วของการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ประกอบเป็นร่างกายและตำแหน่งสัมพัทธ์ของพวกมัน

ขั้นต่อไปของการศึกษาวัสดุใหม่คือการศึกษาวิธีเปลี่ยนพลังงานภายในของร่างกาย การทดลองสามารถแสดงให้เห็นได้อย่างชัดเจนว่าพลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการทำงาน (บนร่างกายและร่างกายเอง) และโดยการถ่ายเทความร้อน

นี่คือการทดลองต่อไปนี้:

1. การเปลี่ยนพลังงานภายในโดยการทำงานกับร่างกาย

ประสบการณ์หมายเลข 2ถูเหรียญบนไม้บรรทัดไม้ ฝ่ามือเข้าหากัน นักเรียนสรุป: พลังงานภายในร่างกายเพิ่มขึ้น

ประสบการณ์หมายเลข 3ใช้หินเหล็กไฟอากาศ ในระหว่างการบีบอัดอย่างรวดเร็ว อากาศร้อนขึ้นอย่างมากจนไออีเทอร์ที่อยู่ในกระบอกสูบใต้ลูกสูบติดไฟได้ นักเรียนสรุป: พลังงานภายในร่างกายเพิ่มขึ้น

2. การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในเมื่อร่างกายทำงานเอง

ประสบการณ์หมายเลข 4 B. ผนังหนา ภาชนะแก้วปิดด้วยจุกปั๊มลมผ่านรูพิเศษในนั้น หลังจากนั้นครู่หนึ่งจุกไม้ก๊อกก็จะลอยออกจากเรือ ในขณะที่ไม้ก๊อกบินออกจากภาชนะจำเป็นต้องดึงความสนใจของนักเรียนไปที่การก่อตัวของหมอกในภาชนะแก้วซึ่งบ่งชี้ว่าอุณหภูมิของอากาศและไอน้ำในนั้นลดลง นักเรียนสรุป: พลังงานภายในร่างกายลดลง

3. การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในโดยการถ่ายเทความร้อน

จากประสบการณ์จาก ชีวิตประจำวัน(ช้อนจุ่มลงในชาร้อนร้อนขึ้นเตารีดร้อนที่ปิดอยู่ในห้องจะเย็นลง)

จากตัวอย่างและการทดลองทั้งหมด จะได้ข้อสรุปทั่วไปว่า พลังงานภายในของร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลง (เพิ่มขึ้นหรือลดลง) เมื่อเวลาผ่านไปในระหว่างการแลกเปลี่ยนความร้อนของร่างกายที่กำหนดกับร่างกายโดยรอบและในระหว่าง งานเครื่องกล(สไลด์ 9)

สไลด์ 9

เมื่ออธิบายกลไกและวิธีการถ่ายเทความร้อน จำเป็นต้องดึงความสนใจของนักเรียนไปที่ความจริงที่ว่าการถ่ายเทความร้อนมักเกิดขึ้นในทิศทางที่แน่นอน: จากร่างกายที่มีมากกว่านั้น อุณหภูมิสูงสู่ร่างกายที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าซึ่งนำนักเรียนไปสู่แนวคิดเรื่องกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์เป็นหลัก

สไลด์ 10

การพิจารณา หลากหลายชนิดการถ่ายเทความร้อนเริ่มต้นด้วยการนำความร้อน หากต้องการศึกษาปรากฏการณ์นี้ให้พิจารณา ประสบการณ์หมายเลข 5พร้อมเครื่องทำความร้อน แท่งโลหะ(ดูตำราเรียน Peryshkin A.V. Physics-8) จากผลการทดลอง นักเรียนได้กำหนดข้อเท็จจริงของการถ่ายเทความร้อนจากส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายไปยังอีกส่วนหนึ่งแล้วอธิบาย

จากนั้นจึงนำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับตัวนำความร้อนที่ดีและไม่ดี แสดงให้เห็นด้วยสายตาอย่างง่าย การทดลองหมายเลข 6, หมายเลข 7, หมายเลข 8อธิบายไว้ในตำราเรียน (A.V. Peryshkin Physics-8) เกี่ยวกับค่าการนำความร้อนที่แตกต่างกันของสารและพิจารณาการใช้ในเทคโนโลยี ชีวิตประจำวัน และธรรมชาติของคุณสมบัติของวัตถุในการนำความร้อนที่แตกต่างกัน (สไลด์ 11-13)

สไลด์ 11

สไลด์ 12

สไลด์ 13

การศึกษาปรากฏการณ์การพาความร้อนเริ่มต้นด้วยข้อความต่อไปนี้: ประสบการณ์หมายเลข 9:หลอดทดลองที่เต็มไปด้วยน้ำจะถูกให้ความร้อนด้วยตะเกียงแอลกอฮอล์ที่อยู่ด้านบนของหลอดทดลอง ในเวลาเดียวกัน น้ำจะยังคงเย็นที่ด้านล่างของหลอดทดลองและเดือดที่ด้านบน นักเรียนสรุปว่าน้ำมีค่าการนำความร้อนต่ำ แต่! คำถามสำหรับนักเรียน: เช่น กาต้มน้ำทำให้น้ำร้อนได้อย่างไร? ทำไม

เราจะได้รับคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้หากเราดำเนินการดังต่อไปนี้ ประสบการณ์หมายเลข 10: เราจะอุ่นขวดด้วยน้ำจากด้านล่างโดยใช้ตะเกียงแอลกอฮอล์ ซึ่งด้านล่างมีผลึกโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต ซึ่งให้สีสันแก่กระแสการพาความร้อน

เพื่อสาธิตการพาความร้อนในก๊าซ คุณสามารถใช้โปรเจ็กเตอร์และสังเกตกระแสการพาความร้อนที่มาจากเทียนที่กำลังลุกไหม้ในการฉายภาพบนหน้าจอ

เป็นตัวอย่างของการพาความร้อนในธรรมชาติ การก่อตัวของลมทั้งกลางวันและกลางคืนได้รับการพิจารณาและในเทคโนโลยี - การก่อตัวของร่างในปล่องไฟ, การพาความร้อนในเครื่องทำน้ำร้อน, การระบายความร้อนด้วยน้ำของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (สไลด์ 14-15)

สไลด์ 14

สไลด์ 15

แนวคิดเรื่องการแผ่รังสีเป็นหนึ่งในวิธีการถ่ายเทความร้อนสามารถเริ่มต้นได้ด้วยการถามคำถามว่า “พลังงานของดวงอาทิตย์สามารถถ่ายโอนมายังโลกโดยการนำความร้อนได้หรือไม่? การพาความร้อน? นักเรียนสรุปว่าไม่สามารถถ่ายเทความร้อนได้ จึงมีอีกวิธีหนึ่งในการถ่ายเทความร้อน

คุณสามารถทำความคุ้นเคยกับรังสีต่อไปได้โดยใส่ ประสบการณ์หมายเลข 11โดยการทำความร้อนฮีทซิงค์ที่เชื่อมต่อกับเกจวัดแรงดันของเหลวและวางไว้ที่ระยะห่างจากด้านข้างของเตาไฟฟ้า

นักเรียนถูกถามคำถาม: อะไรทำให้อากาศในตัวรับความร้อนร้อนขึ้น? ท้ายที่สุดแล้ว ค่าการนำความร้อนและการพาความร้อนจะไม่รวมอยู่ที่นี่ สถานการณ์ปัญหาเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการอภิปรายซึ่งนักเรียนได้ข้อสรุปว่าในกรณีนี้มีการส่งผ่านชนิดพิเศษ - การแผ่รังสี - การถ่ายเทความร้อนโดยใช้รังสีที่มองไม่เห็น

ต่อไป การทดลองหมายเลข 12พบว่ามีศพด้วย พื้นผิวที่แตกต่างกันมีความสามารถดูดซับพลังงานต่างกัน ในการดำเนินการนี้ พวกเขาใช้แผ่นระบายความร้อน ซึ่งตัวหนึ่งมีพื้นผิวโลหะมันวาว ส่วนอีกตัวเป็นสีดำและหยาบ

เพื่อสรุปคำอธิบาย เราสามารถยกตัวอย่างรังสีในธรรมชาติและเทคโนโลยีได้ (สไลด์ 16-17)

สไลด์ 16

บทเรียนฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 ในหัวข้อ "พลังงานภายใน วิถีแห่งการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน"

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• การก่อตัวของแนวคิด "พลังงานภายในของร่างกาย" ตาม MCT ของโครงสร้างของสสาร
• ทำความคุ้นเคยกับวิธีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในร่างกาย
• การก่อตัวของแนวคิดเรื่อง “การถ่ายเทความร้อน” และความสามารถในการประยุกต์ความรู้เกี่ยวกับ MCT ของโครงสร้างของสสารในการอธิบายปรากฏการณ์ทางความร้อน
• พัฒนาความสนใจในวิชาฟิสิกส์ผ่านการสาธิต ตัวอย่างที่น่าสนใจการปรากฏของปรากฏการณ์ทางความร้อนในธรรมชาติและเทคโนโลยี
• เหตุผลความจำเป็นในการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อนเพื่อประยุกต์ความรู้นี้ในชีวิตประจำวัน
• การพัฒนาความสามารถด้านสารสนเทศและการสื่อสารของนักศึกษา

ประเภทบทเรียน บทเรียนรวม.

ประเภทของบทเรียน บทเรียน - การนำเสนอ

รูปแบบบทเรียนการสนทนาเชิงโต้ตอบ การทดลองสาธิต เรื่องราว งานอิสระ

แบบฟอร์มการทำงานของนักศึกษาการทำงานเป็นทีม งานเดี่ยว งานกลุ่ม

อุปกรณ์: การนำเสนอทางอิเล็กทรอนิกส์ “พลังภายใน” วิธีเปลี่ยนพลังงานภายใน" คอมพิวเตอร์ โปรเจคเตอร์

ในระหว่างเรียน

เวลาจัดงาน.สวัสดีตอนบ่าย วันนี้ในบทเรียนเราจะมาทำความรู้จักกับพลังงานประเภทอื่น ค้นหาว่ามันขึ้นอยู่กับอะไรและจะเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร

อัพเดทความรู้.

• การทำซ้ำแนวคิดพื้นฐาน: พลังงาน พลังงานจลน์และพลังงานศักย์ งานเครื่องกล

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

ครู - นอกจากแนวคิดที่กล่าวมาข้างต้นแล้วยังควรจำไว้ว่ามีสองประเภทพลังงานกลสามารถแปลงร่าง (เปลี่ยนผ่าน) เข้าหากันได้ เช่น เมื่อร่างกายล้มลง พิจารณาลูกบอลที่ตกลงมาอย่างอิสระ เห็นได้ชัดว่าเมื่อตกลงมา ความสูงเหนือพื้นผิวจะลดลงและความเร็วเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าพลังงานศักย์ลดลงและพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น ควรเข้าใจว่ากระบวนการทั้งสองนี้ไม่ได้เกิดขึ้นแยกกัน แต่เชื่อมโยงถึงกันและพวกเขาบอกว่าเป็นเช่นนั้นพลังงานศักย์กลายเป็นพลังงานจลน์.

เพื่อให้เข้าใจว่าพลังงานภายในของร่างกายคืออะไร จำเป็นต้องตอบคำถามต่อไปนี้ ร่างกายทั้งหมดทำมาจากอะไร?

นักเรียน - วัตถุประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างโกลาหลอย่างต่อเนื่องและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน

ครู - และหากพวกมันเคลื่อนที่และมีปฏิสัมพันธ์กัน พวกมันก็มีพลังงานจลน์และศักย์ซึ่งประกอบขึ้นเป็นพลังงานภายใน

นักเรียน. ปรากฎว่าร่างกายทุกคนมีพลังงานภายในเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิควรจะเท่ากัน แต่นี่ไม่เป็นเช่นนั้น

ครู. ไม่แน่นอน ร่างกายมีพลังงานภายในที่แตกต่างกัน และเราจะพยายามค้นหาว่าพลังงานภายในของร่างกายขึ้นอยู่กับอะไร และอะไรไม่ขึ้นอยู่กับ

คำนิยาม.

พลังงานจลน์การเคลื่อนที่ของอนุภาคและพลังงานศักย์ปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาประกอบขึ้นพลังงานภายในของร่างกาย.

พลังงานภายในแสดงโดยและวัดได้เช่นเดียวกับพลังงานประเภทอื่นๆ ในหน่วย J (จูล)

ดังนั้นเราจึงมีสูตรพลังงานภายในร่างกายดังนี้- ใต้ไหน. หมายถึงพลังงานจลน์ของอนุภาคในร่างกายและโดย– พลังงานศักย์ของพวกเขา

จำบทเรียนก่อนหน้านี้ซึ่งเราพูดถึงความจริงที่ว่าการเคลื่อนไหวของอนุภาคของร่างกายนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิของมัน ในทางกลับกัน พลังงานภายในของร่างกายนั้นสัมพันธ์กับธรรมชาติ (กิจกรรม) ของการเคลื่อนไหวของ อนุภาค ดังนั้นพลังงานภายในและอุณหภูมิจึงเป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กัน เมื่ออุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้น พลังงานภายในก็จะเพิ่มขึ้นด้วย และเมื่ออุณหภูมิลดลงก็จะลดลง

เราพบว่าพลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ มาดูวิธีเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกายกัน

คุณคุ้นเคยกับแนวคิดเกี่ยวกับงานทางกลของร่างกายแล้ว มันเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของร่างกายเมื่อมีการใช้แรงบางอย่างกับมัน หากทำงานทางกล พลังงานของร่างกายจะเปลี่ยนไป และอาจกล่าวได้เช่นเดียวกันโดยเฉพาะเกี่ยวกับพลังงานภายในของร่างกาย สะดวกในการพรรณนาสิ่งนี้ในแผนภาพ:

ครู ผู้คนรู้จักวิธีการเพิ่มพลังงานภายในร่างกายผ่านการเสียดสีมาตั้งแต่สมัยโบราณ นี่คือวิธีที่ผู้คนก่อไฟ เมื่อทำงานในเวิร์คช็อป เช่น กลึงชิ้นส่วนด้วยไฟล์ คุณจะสังเกตอะไรได้บ้าง -อะไหล่เริ่มร้อน- เมื่อบุคคลเป็นหวัด เขาเริ่มตัวสั่นโดยไม่สมัครใจ ทำไมคุณถึงคิด? -เมื่อตัวสั่นจะเกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ เนื่องจากการทำงานของกล้ามเนื้อทำให้พลังงานภายในร่างกายเพิ่มขึ้นและอุ่นขึ้น- ได้ข้อสรุปอะไรจากสิ่งที่กล่าวมา?

นักเรียน - พลังงานภายในร่างกายเปลี่ยนแปลงเมื่อทำงานเสร็จ หากร่างกายทำงาน พลังงานภายในก็จะลดลง และหากทำงานเสร็จแล้ว พลังงานภายในก็จะเพิ่มขึ้น

ครู - ในด้านเทคโนโลยี อุตสาหกรรม และการปฏิบัติในชีวิตประจำวัน เราเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงในพลังงานภายในของร่างกายอย่างต่อเนื่องเมื่อปฏิบัติงาน: การให้ความร้อนแก่ร่างกายในระหว่างการตีขึ้นรูป ระหว่างการกระแทก ทำงานโดยใช้ลมอัดหรือไอน้ำ.

มาผ่อนคลายกันสักหน่อยแล้วค้นหาคำตอบไปพร้อมๆ กัน ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจจากประวัติศาสตร์ปรากฏการณ์ทางความร้อน (นักเรียน 2 คนส่งข้อความสั้น ๆ ที่เตรียมไว้ล่วงหน้า)

ข้อความที่ 1. ปาฏิหาริย์เกิดขึ้นได้อย่างไร

เฮรอนแห่งอเล็กซานเดรีย ช่างเครื่องชาวกรีกโบราณ ผู้ประดิษฐ์น้ำพุตามชื่อของเขา ได้เล่าถึงวิธีการอันชาญฉลาดสองวิธีที่นักบวชชาวอียิปต์หลอกลวงผู้คนให้เชื่อในปาฏิหาริย์
ในรูปที่ 1 คุณเห็นแท่นบูชาโลหะกลวง และข้างใต้มีกลไกที่ซ่อนอยู่ในดันเจี้ยนที่ใช้เคลื่อนประตูวิหาร แท่นบูชายืนอยู่ข้างนอก เมื่อมีการจุดไฟ อากาศภายในแท่นบูชาเนื่องจากความร้อน ทำให้เกิดแรงกดดันต่อน้ำในภาชนะที่ซ่อนอยู่ใต้พื้นมากขึ้น จากเรือน้ำจะถูกดันออกผ่านท่อแล้วเทลงในถังซึ่งเมื่อลดลงจะเป็นการเปิดใช้งานกลไกที่หมุนประตู (รูปที่ 2) ผู้ชมที่ประหลาดใจไม่รู้สิ่งติดตั้งที่ซ่อนอยู่ใต้พื้น มองเห็น “ปาฏิหาริย์” ต่อหน้าพวกเขา ทันทีที่ไฟลุกโชนบนแท่นบูชา ประตูวิหาร “ฟังคำอธิษฐานของปุโรหิต” ก็สลายไป ถ้าด้วยตัวเอง...

เผยให้เห็น "ปาฏิหาริย์" ของนักบวชชาวอียิปต์: ประตูวิหารถูกเปิดโดยการเผาบูชายัญ

ข้อความ 2. ปาฏิหาริย์เกิดขึ้นได้อย่างไร

ปาฏิหาริย์ในจินตนาการอีกอย่างหนึ่งที่นักบวชทำแสดงไว้ในรูปที่. 3. เมื่อเปลวไฟลุกโชนบนแท่นบูชา อากาศขยายตัว ขจัดน้ำมันออกจากอ่างเก็บน้ำด้านล่างลงในท่อที่ซ่อนอยู่ภายในร่างของปุโรหิต แล้วน้ำมันก็เติมลงในไฟอย่างอัศจรรย์... แต่ทันทีที่ นักบวชที่ดูแลแท่นบูชานี้ถอดปลั๊กออกจากอ่างเก็บน้ำฝาอย่างเงียบ ๆ - และการเทน้ำมันก็หยุดลง (เพราะอากาศส่วนเกินหลุดรอดผ่านรูได้อย่างอิสระ) นักบวชใช้กลอุบายนี้เมื่อเครื่องบูชาของผู้สักการะมีน้อยเกินไป

ครู. เราทุกคนคุ้นเคยกับชายามเช้ามากแค่ไหน! ดีมากเลยที่ได้ชงชา เทน้ำตาลลงในถ้วยแล้วดื่มเล็กน้อยด้วยช้อนอันเล็ก สิ่งเดียวที่ไม่ดี - ช้อนร้อนเกินไป! เกิดอะไรขึ้นกับช้อน? ทำไมอุณหภูมิของเธอถึงสูงขึ้น? เหตุใดพลังงานภายในของเธอจึงเพิ่มขึ้น? เราทำงานเสร็จแล้วหรือยัง?

นักเรียน - ไม่พวกเขาไม่ได้

ครู - เรามาดูกันว่าเหตุใดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในจึงเกิดขึ้น

ในตอนแรก อุณหภูมิของน้ำจะสูงกว่าอุณหภูมิของช้อน ดังนั้น ความเร็วของโมเลกุลของน้ำจึงมากกว่า ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลของน้ำมีพลังงานจลน์มากกว่าอนุภาคของโลหะที่ใช้ในการผลิตช้อน เมื่อพวกมันชนกับอนุภาคโลหะ โมเลกุลของน้ำจะถ่ายเทพลังงานส่วนหนึ่งไปให้พวกมัน และพลังงานจลน์ของอนุภาคโลหะจะเพิ่มขึ้น และพลังงานจลน์ของโมเลกุลน้ำจะลดลง วิธีการเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกายนี้เรียกว่าการถ่ายเทความร้อน - ในชีวิตประจำวันของเราเรามักจะเจอปรากฏการณ์นี้ ตัวอย่างเช่น ในน้ำ เมื่อนอนบนพื้นหรือในหิมะ ร่างกายจะเย็นลง ซึ่งอาจนำไปสู่โรคหวัดหรืออาการบวมเป็นน้ำเหลืองได้ ในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง เป็ดจะปีนลงไปในน้ำด้วยความเต็มใจ ทำไมคุณถึงคิด? -ในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง อุณหภูมิของน้ำจะสูงกว่าอุณหภูมิอากาศโดยรอบอย่างมาก ดังนั้น นกจะเย็นลงในน้ำน้อยกว่าในอากาศ) การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นได้หลายวิธี แต่เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทเรียนหน้า

ดังนั้นจึงมีสองวิธีในการเปลี่ยนพลังงานภายใน ที่?

นักเรียน - ประสิทธิภาพการทำงานและการถ่ายเทความร้อน

การรวมเนื้อหาที่ศึกษามาดูกันว่าคุณได้เรียนรู้ดีแค่ไหน วัสดุใหม่บทเรียนของวันนี้. ฉันจะถามคำถามและคุณจะพยายามตอบคำถามเหล่านั้น

คำถามที่ 1 - เทลงในแก้วเดียว น้ำเย็นในทางกลับกัน - น้ำเดือดในปริมาณเท่ากัน น้ำในแก้วไหนมีพลังงานภายในมากกว่ากัน? (ในวินาทีนั้นเพราะว่าอุณหภูมิมันสูงขึ้น)

คำถามที่ 2. แท่งทองแดงสองแท่งมีอุณหภูมิเท่ากัน แต่มวลของแท่งหนึ่งคือ 1 กก. และอีกแท่งคือ 0.5 กก. แท่งทั้งสองที่ให้มาอันไหนมีพลังงานภายในมากกว่า? (อันแรกเพราะมีมวลมากกว่า)

คำถามที่ 3. ค้อนจะร้อนเมื่อถูกทุบ เช่น บนทั่งตีเหล็ก และเมื่อถูกแสงแดดในวันฤดูร้อน บอกวิธีเปลี่ยนพลังงานภายในของค้อนในทั้งสองกรณี (ในกรณีแรกงานเสร็จสิ้นและในกรณีที่สองคือการถ่ายเทความร้อน)

คำถามที่ 4 - เทน้ำลงในแก้วโลหะ ข้อใดต่อไปนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของน้ำ (13)

1. ต้มน้ำบนเตาร้อน
2. ทำงานบนน้ำโดยนำมันไปข้างหน้าพร้อมกับแก้วน้ำ
3. ทำงานบนน้ำโดยผสมกับเครื่องผสม

ครู - และตอนนี้ฉันขอแนะนำให้คุณทำงานด้วยตัวเอง (นักเรียนแบ่งออกเป็น 6 กลุ่มและงานต่อไปจะดำเนินการเป็นกลุ่ม) ด้านหน้าของคุณมีกระดาษแผ่นหนึ่งซึ่งมีงานสามอย่าง

แบบฝึกหัดที่ 1 สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกายในปรากฏการณ์ต่อไปนี้:

1. น้ำร้อนด้วยหม้อไอน้ำ
2. ทำให้อาหารเย็นอยู่ในตู้เย็น
3. การจุดไฟของไม้ขีดเมื่อชนกับกล่อง
4. ความร้อนและการเผาไหม้ที่รุนแรงของดาวเทียมโลกเทียมเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นต่ำกว่า
5. หากคุณงอลวดอย่างรวดเร็วในที่เดิมโดยเริ่มจากทิศทางเดียวจากนั้นไปอีกด้านหนึ่งสถานที่นี้จะร้อนมาก
6. ทำอาหาร;
7. หากคุณไถลลงเสาหรือเชือกอย่างรวดเร็ว คุณสามารถเผามือของคุณได้
8. ทำความร้อนน้ำในสระในวันฤดูร้อน
9. เมื่อตอกตะปู หัวของมันจะร้อนขึ้น
10. ไม้ขีดจะสว่างขึ้นเมื่อวางลงในเปลวเทียน

สำหรับสองกลุ่ม – มีแรงเสียดทาน อีกสองกลุ่ม - ระหว่างการกระแทก และอีกสองกลุ่ม - ระหว่างการบีบอัด

การสะท้อน.

• วันนี้คุณเรียนรู้สิ่งใหม่หรือน่าสนใจอะไรบ้างในชั้นเรียน?
• คุณเรียนรู้เนื้อหาที่คุณครอบคลุมได้อย่างไร?
• ความยากลำบากคืออะไร? คุณจัดการเพื่อเอาชนะพวกเขาได้หรือไม่?
• ความรู้ที่คุณได้รับในบทเรียนวันนี้จะเป็นประโยชน์กับคุณหรือไม่?

สรุปบทเรียน.วันนี้เรามาทำความรู้จักกับแนวคิดพื้นฐานของหัวข้อ “ปรากฏการณ์ความร้อน” พลังงานภายในและการถ่ายเทความร้อน และเริ่มคุ้นเคยกับวิธีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกาย ความรู้ที่ได้รับจะช่วยคุณอธิบายและทำนายกระบวนการทางความร้อนที่คุณจะพบในชีวิต

การบ้าน- § 2, 3. งานทดลอง:

1. ใช้เทอร์โมมิเตอร์ที่บ้านเพื่อวัดอุณหภูมิของน้ำที่เทลงในขวดหรือขวด
   ปิดภาชนะให้แน่นแล้วเขย่าแรงๆ เป็นเวลา 10-15 นาที จากนั้นจึงวัดอุณหภูมิอีกครั้ง
   เพื่อป้องกันการถ่ายเทความร้อนจากมือ ให้สวมถุงมือหรือห่อภาชนะด้วยผ้าเช็ดตัว
   คุณใช้วิธีการใดในการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน? อธิบาย.
2. ใช้หนังยางผูกกับวงแหวน ติดไว้ที่หน้าผากและสังเกตอุณหภูมิ ใช้นิ้วจับยาง ยืดออกแรงหลายๆ ครั้ง และเมื่อยืดออก ให้กดอีกครั้งที่หน้าผาก สรุปเกี่ยวกับอุณหภูมิและสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง

ดูตัวอย่าง:

หากต้องการใช้การแสดงตัวอย่างการนำเสนอ ให้สร้างบัญชี Google และลงชื่อเข้าใช้:

จะเปลี่ยนพลังงานกลของร่างกายได้อย่างไร? ใช่ ง่ายมาก เปลี่ยนตำแหน่งหรือเร่งความเร็ว เช่น เตะลูกบอลหรือยกให้สูงขึ้นจากพื้น

ในกรณีแรก เราจะเปลี่ยนพลังงานจลน์ของมัน ส่วนประการที่สองคือพลังงานศักย์ แล้วพลังงานภายในล่ะ? จะเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกายได้อย่างไร? ก่อนอื่น เรามาดูกันก่อนว่ามันคืออะไร พลังงานภายในคือพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ของอนุภาค - นี่คือพลังงานของการเคลื่อนที่ของพวกมัน และความเร็วของการเคลื่อนที่ตามที่ทราบนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ นั่นคือข้อสรุปเชิงตรรกะก็คือการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายเราจะเพิ่มพลังงานภายในของมัน วิธีที่ง่ายที่สุดในการเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายคือการแลกเปลี่ยนความร้อน เมื่อร่างกายที่มีอุณหภูมิต่างกันมาสัมผัสกัน ร่างกายที่เย็นกว่าจะร้อนขึ้นโดยสูญเสียร่างกายที่อุ่นกว่า ในกรณีนี้ ร่างกายที่อุ่นกว่าจะเย็นลง

ตัวอย่างง่ายๆ ในชีวิตประจำวัน: ช้อนเย็นในถ้วยชาร้อนจะร้อนขึ้นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ชาจะเย็นลงเล็กน้อย การเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายสามารถทำได้ด้วยวิธีอื่น เราทุกคนจะทำอย่างไรเมื่อใบหน้าหรือมือของเราเย็นเมื่ออยู่ข้างนอก? เราทั้งสามคน เมื่อวัตถุเสียดสี มันจะร้อนขึ้น นอกจากนี้ วัตถุจะร้อนขึ้นเมื่อถูกกระแทกหรือกดดัน กล่าวคือ เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กัน ทุกคนรู้ดีว่าไฟเกิดขึ้นได้อย่างไรในสมัยโบราณ ไม่ว่าจะโดยการเอาท่อนไม้ถูกัน หรือโดยการฟาดหินเหล็กไฟบนหินอีกก้อนหนึ่ง นอกจากนี้ ในสมัยของเรา ไฟแช็คซิลิกอนยังใช้แรงเสียดทานของแท่งโลหะกับหินเหล็กไฟ

จนถึงขณะนี้ เรากำลังพูดถึงการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในโดยการเปลี่ยนพลังงานจลน์ของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบ แล้วพลังงานศักย์ของอนุภาคเดียวกันนี้ล่ะ? ดังที่ทราบกันดีว่าพลังงานศักย์ของอนุภาคคือพลังงานของตำแหน่งสัมพัทธ์ ดังนั้นในการเปลี่ยนแปลงพลังงานศักย์ของอนุภาคของร่างกายเราจำเป็นต้องเปลี่ยนรูปร่างของร่างกาย: บีบอัดบิดและอื่น ๆ นั่นคือเปลี่ยนตำแหน่งของอนุภาคที่สัมพันธ์กัน นี่คือความสำเร็จโดยการมีอิทธิพลต่อร่างกาย เราเปลี่ยนความเร็วของแต่ละส่วนของร่างกาย นั่นคือ เราทำการแก้ไขมัน

ดังนั้นทุกกรณีที่มีอิทธิพลต่อร่างกายเพื่อเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในจึงทำได้สองวิธี ไม่ว่าจะโดยการถ่ายเทความร้อนไปให้นั่นคือการถ่ายเทความร้อนหรือโดยการเปลี่ยนความเร็วของอนุภาคซึ่งก็คือการทำงานกับร่างกาย

ตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน- นี่เป็นกระบวนการเกือบทั้งหมดที่เกิดขึ้นในโลก พลังงานภายในของอนุภาคจะไม่เปลี่ยนแปลงในกรณีที่ไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับร่างกายซึ่งคุณเห็นว่าหายากมาก - กฎการอนุรักษ์พลังงานมีผลบังคับใช้ บางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้นรอบตัวเราตลอดเวลา แม้ว่าวัตถุจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นเมื่อมองแวบแรก แต่ในความเป็นจริงแล้ว การเปลี่ยนแปลงต่างๆ ที่เรามองไม่เห็นก็เกิดขึ้น เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเล็กน้อย การเสียรูปเล็กน้อย เป็นต้น เก้าอี้โค้งงอตามน้ำหนักของเรา อุณหภูมิของหนังสือบนชั้นวางเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามการเคลื่อนไหวของอากาศแต่ละครั้ง ไม่ต้องพูดถึงร่างจดหมาย สำหรับร่างกายที่มีชีวิต เป็นที่ชัดเจนโดยไม่มีคำพูดว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นภายในร่างกายตลอดเวลา และพลังงานภายในเปลี่ยนแปลงเกือบทุกช่วงเวลา

งานด้านพลังงานและก๊าซภายใน

พื้นฐานของอุณหพลศาสตร์

การทำซ้ำ กฎการอนุรักษ์พลังงานกลทั้งหมด: เต็ม พลังงานกลของระบบปิดซึ่งแรงเสียดทาน (ความต้านทาน) ไม่ได้กระทำถูกรักษาไว้

ระบบนี้มีชื่อว่า ปิดถ้าส่วนประกอบทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์กันเท่านั้น

ประสิทธิภาพการทำงานและการปล่อยพลังงานระหว่างกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์บ่งชี้ว่าระบบทางอุณหพลศาสตร์ยังมีส่วนสำรอง กำลังภายใน.

ภายใต้ กำลังภายในระบบ ยูในอุณหพลศาสตร์เราเข้าใจผลรวมของพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ อนุภาคขนาดเล็กทั้งหมดของระบบ(อะตอมหรือโมเลกุล) และพลังงานศักย์ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน เราเน้นย้ำว่าพลังงานกล (พลังงานศักย์ของร่างกายที่ถูกยกขึ้นใต้พื้นผิวโลกและพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่โดยรวม) จะไม่รวมอยู่ในพลังงานภายใน

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่ามีสองวิธีในการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบ - การดำเนินการทางกล งานเหนือระบบและ การแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยระบบอื่นๆ

วิธีแรกในการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในคือการทำงานทางกล เอ"แรงภายนอกเหนือระบบหรือตัวระบบเองเหนือวัตถุภายนอก ก (ก = -ก")เมื่อทำงาน พลังงานภายในของระบบจะเปลี่ยนไปเนื่องจากพลังงานจากแหล่งภายนอก ดังนั้นเมื่อสูบลมล้อจักรยาน ระบบจะร้อนขึ้นเนื่องจากการทำงานของปั๊ม โดยอาศัยแรงเสียดทาน บรรพบุรุษของเราจึงสามารถก่อไฟได้ ฯลฯ

วิธีที่สองในการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของระบบ (โดยไม่ต้องทำงาน) เรียกว่า การแลกเปลี่ยนความร้อน (การถ่ายเทความร้อน)ปริมาณพลังงานที่ร่างกายได้รับหรือปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการดังกล่าวเรียกว่า ปริมาณความร้อนและถูกกำหนดไว้ ∆Q.

การถ่ายเทความร้อนมีสามประเภท: การนำความร้อน การพาความร้อน การแผ่รังสีความร้อน

ที่ การนำความร้อนการถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นจากวัตถุที่มีความร้อนมากกว่าไปยังวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าในระหว่างการสัมผัสความร้อนระหว่างวัตถุเหล่านั้น การแลกเปลี่ยนความร้อนยังสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างส่วนต่างๆ ของร่างกาย: จากส่วนที่ร้อนกว่าไปยังส่วนที่ร้อนน้อยกว่าโดยไม่ถ่ายโอนอนุภาคที่ประกอบกันเป็นร่างกาย

การพาความร้อน- การถ่ายโอนความร้อนโดยการไหลของของเหลวหรือก๊าซที่เคลื่อนที่จากพื้นที่หนึ่งของปริมาตรที่พวกมันครอบครองไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง เมื่อทำความร้อนกาต้มน้ำบนเตา การนำความร้อนช่วยให้มั่นใจว่าความร้อนจะไหลผ่านด้านล่างของกาต้มน้ำไปยังชั้นล่าง (ขอบเขต) ของน้ำ แต่การให้ความร้อนของน้ำชั้นในนั้นเป็นผลมาจากการพาความร้อนอย่างแม่นยำ ซึ่งนำไปสู่ การผสมน้ำร้อนและน้ำเย็น

การแผ่รังสีความร้อน- การถ่ายเทความร้อนผ่านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในกรณีนี้ไม่มีการสัมผัสทางกลระหว่างเครื่องทำความร้อนและตัวรับความร้อน ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณยื่นมือเข้าไปใกล้หลอดไส้ คุณจะสัมผัสได้ถึงการแผ่รังสีความร้อน โลกยังได้รับพลังงานจากดวงอาทิตย์ผ่านการแผ่รังสีความร้อน

เนื่องจากพลังงานภายใน ยูถูกกำหนดโดยไม่ซ้ำกันโดยพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของระบบ จากนั้นจึงเป็นฟังก์ชันของสถานะ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน ∆Uเมื่อสถานะของระบบเปลี่ยนแปลง (การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ปริมาตร ความดัน การเปลี่ยนจากของเหลวเป็นของแข็ง ฯลฯ) สามารถพบได้โดยใช้สูตร

ΔU=U 2 - คุณ 1

ที่ไหน คุณ 1และ ยู 2- พลังงานภายในในสถานะที่หนึ่งและที่สอง การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน ∆Uไม่ได้ขึ้นอยู่กับสถานะขั้นกลางของระบบในระหว่างการเปลี่ยนแปลง แต่จะถูกกำหนดโดยค่าพลังงานเริ่มต้นและสุดท้ายเท่านั้น

พลังงานภายใน กฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์
ผลรวมของพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของอนุภาคทั้งหมดของร่างกายสัมพันธ์กับจุดศูนย์กลางมวลของร่างกาย (โมเลกุลอะตอม) และพลังงานศักย์ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันเรียกว่าพลังงานภายใน
จลน์ศาสตร์พลังงานอนุภาคถูกกำหนดโดยความเร็ว ซึ่งหมายถึง - อุณหภูมิร่างกาย ศักยภาพ- ระยะห่างระหว่างอนุภาค ดังนั้น - ปริมาณ. เพราะฉะนั้น: U=U (T,V) - พลังงานภายในขึ้นอยู่กับปริมาตรและอุณหภูมิ	U=U(ต,วี)
สำหรับก๊าซในอุดมคติ: U=U (T) เพราะ เราละเลยการมีปฏิสัมพันธ์ในระยะไกล - พลังงานภายในของก๊าซเชิงเดี่ยวในอุดมคติ พลังงานภายในเป็นหน้าที่เฉพาะของรัฐ (ขึ้นอยู่กับค่าคงที่ตามอำเภอใจ) และได้รับการอนุรักษ์ไว้ในระบบปิด สิ่งที่ตรงกันข้ามไม่เป็นความจริง(!) - สถานะที่ต่างกันสามารถสอดคล้องกับพลังงานเดียวกันได้ U – พลังงานภายใน N – จำนวนอะตอม - พลังงานจลน์เฉลี่ย K – ค่าคงที่ของโบลต์ซมันน์ m – มวล M – มวลโมลาร์ R – ค่าคงที่ก๊าซสากล ความหนาแน่น P v – ปริมาณของสสาร	ก๊าซในอุดมคติ:
การทดลองของจูลพิสูจน์ความเท่าเทียมกันของงานและปริมาณความร้อนเช่น ปริมาณทั้งสองเป็นหน่วยวัดการเปลี่ยนแปลงพลังงานสามารถวัดได้ในหน่วยเดียวกัน: 1 cal = 4.1868 J to 4.2 J ปริมาณนี้เรียกว่า เทียบเท่าทางกลของความร้อน

กลับ