Внутренняя энергия тела не является ка-кой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться. При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается,…
Внутренняя энергия тела не является ка-кой-то постоянной величиной. У одного и того же тела она может изменяться. При повышении температуры внутренняя энергия тела увеличивается, так как увели-чивается средняя скорость движения молекул. Следовательно, возрастает кинетическая энергия молекул этого тела. С понижением температуры, наоборот, внутренняя энергия тела уменьшается. Таким образом, внутренняя энергия тела меняется при изменении скорости движения молекул. Попытаемся выяснить, каким способом можно увеличить или уменьшить скоростьдвижения молекул. Для этого проделаем сле-дующий опыт. Укрепим тонкостенную латун-ную трубку на подставке (рис. 3). Нальём в трубку немного эфира и закроем пробкой. За-тем трубку обовьём верёвкой и начнём быстро двигать её то в одну сторону, то в другую. Через некоторое время эфир закипит, и пар вытолк-нет пробку. Опыт показывает, что внутренняя энергия эфира увеличилась: ведь он нагрелся и даже закипел. Увеличение внутренней энергии произошло в результате совершения работы при натира-нии трубки верёвкой. Нагревание тел происходит также при уда-рах, разгибании и сгибании, т. е. при деформа-ции. Внутренняя энергия тела во всех при-ведённых примерах увеличивается. Следовательно, внутреннюю энергию тела можно увеличить, совершая над телом ра-боту. Если же работу совершает само тело, то его внутренняя энергия уменьшается. Проделаем следующий опыт. В толстостенный стеклянный сосуд, закры-тый пробкой, накачаем воздух через специаль-ное отверстие в ней (рис. 4). Через некоторое время пробка выскочит из сосуда. В момент, когда пробка выскакивает из сосуда, образуется туман. Его появление озна-чает, что воздух в сосуде стал холоднее. Нахо-дящийся в сосуде сжатый воздух, выталкивая пробку, совершает работу. Эту работу он совер-шает за счёт своей внутренней энергии, кото-рая при этом уменьшается. Судить об умень-шении внутренней энергии можно по охлажде-нию воздуха в сосуде. Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить путём совер-шения работы. Внутреннюю энергию тела можно изменить и другим способом, без совершения механиче-ской работы. Например, вода в чайнике, по-ставленном на плиту, закипает. Воздух и раз-личные предметы в комнате нагреваются отрадиатора центрального отопления, крыши до-мов нагреваются лучами солнца и т. п. Во всех этих случаях повышается температура тел, а значит, увеличивается их внутренняя энер-гия. Но при этом работа не совершается. Значит, изменение внутренней энергии мо-жет происходить не только в результате совершения работы. Как можно объяснить увеличение внутрен-ней энергии в этих случаях? Изменение внутренней энергии тела путём теплопередачи Рассмотрим следующий пример. Опустим в стакан с горячей водой метал- лическую ложку. Кинетическая энергия моле-кул горячей воды больше кинетической энер-гии частиц холодного металла. Молекулы го-рячей воды при взаимодействии с частицами холодного металла будут передавать им часть своей кинетической энергии. В результате это-го энергия молекул воды в среднем будет уменьшаться, а энергия частиц металла будет увеличиваться. Температура воды уменьшит-ся, а температура металлической ложки посте-пенно увеличится. Через некоторое время их температуры выравняются. Этот опыт демон- стрирует изменение внутренней энергии тел. Итак, внутреннюю энергию тел можно из-менить путём теплопередачи. Процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над те-лом или самим телом называется теплопередачей. Теплопередача всегда происходит в опреде-лённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. Когда температуры тел выравняются, тепло-передача прекращается. Внутреннюю энергию тела можно из-менить двумя способами: совершая ме-ханическую работу или теплопередачей. Теплопередача, в свою очередь, может осу-ществляться: 1) теплопроводностью; 2) кон-векцией; 3) излучением. можешь мне рассказать что в крации здесь написано, чтобы я этот параграф завтра рассказала на физике?
Кратко по сути параграфа (чтобы ты могла рассказать завтра на уроке)
Что такое внутренняя энергия: это энергия всех частиц тела (и их движения, и взаимодействий). Часто связывают с температурой: чем выше температура, тем выше у молекул средняя скорость, тем выше их кинетическая энергия и общая внутренняя энергия.
Внутреннюю энергию можно увеличивать не только теплом. Она может расти, если над телом совершается работа (например, при трении, деформации). Примеры в тексте:
- Трение латунной трубки об верёвку: при движении трубки энергия переходит в тепло внутри эфира, он нагревается.
- Удар, растяжение/сгибание — такие деформации тоже «могут» увеличить внутреннюю энергию.
Внутреннюю энергию можно уменьшать, если само тело делает работу над окружающим миром. Пример: воздух в толстостенном стеклянном сосуде сжимается и выталкивает пробку. Работа сообщается за счёт собственной внутренней энергии, поэтому энергия уменьшается и сосуд охлаждается.
Есть ещё способ изменить внутреннюю энергию без работы тела над окружением — теплопередача. Например, вода в чайнике нагревается от плиты, воздух и предметы в комнате нагреваются от радиатора и т.п.; здесь температура растёт, но работа не выполняется.
Теплопередача — это процесс переноса энергии от тел с более высокой температуры к телам с более низкой. Она может происходить тремя способами:
- теплопроводность (через соприкосновение и столкновение частиц);
- конвекция (перемещение теплой жидкости или газа);
- излучение (тепло волнами, без среды).
Итого: внутренняя энергия может изменяться двумя путями — механической работой или теплопередачей. Теплопередача всегда идёт от более тёплого тела к менее тёплому до тех пор, пока температуры не сравняются.
Пояснение по пунктам (для запоминания, чтобы проще объяснить classmates)
Внутренняя энергия = энергия частиц внутри тела (включает кинетическую и потенциальную часть на уровне молекул).
Рост температуры означает рост средней кинетической энергии молекул и, как следствие, повышения внутренней энергии.
Увеличить внутреннюю энергию можно:
- выполнить работу над телом (трение, деформация, сжатие);
- передать тепло в тело (теплопередача).
Уменьшить внутреннюю энергию можно:
- тело выполняет работу над окружением (например, сжатый воздух выталкивает пробку);
- тепло уходит из тела к более холодному телу.
Теплопередача — без работы: тепло переходит от тёплого к холодному и внутри тел температура выравнивается со временем.
Виды теплопередачи — тепло может передаваться через:
- проводимость (контакт);
- конвекцию (движение жидкостей/газов);
- излучение (тепло отлучает волнами, например от солнца).
Хочешь, могу оформить это в короткий текст для устного рассказа (пример на 2–3 минуты) и дать план речи с переходами, чтобы легче было подготовиться?
Обсуждение
2 сообщенияда
Вот пример короткого текста для устного рассказа (примерно на 2-3 минуты):
Тема: Изменение внутренней энергии тела
Сегодня я хочу рассказать о внутренней энергии тела и о том, как она может изменяться. Внутренняя энергия — это сумма энергии всех молекул и атомов, которые составляют тело. Она зависит, прежде всего, от температуры: чем выше температура, тем быстрее перемещаются молекулы, и тем больше их кинетическая энергия.
Существует два основных способа изменения внутренней энергии: за счёт механической работы и через теплопередачу.
Первый способ — это совершение работы над телом. Когда мы трём латунную трубку, энергия передаётся в эфир. Это вызывает увеличение температуры и, как следствие, рост внутренней энергии эфира. Другой пример: при деформации, например, при сгибании или ударе, внутреннюю энергию тоже можно увеличить.
С другой стороны, если само тело совершает работу, оно теряет внутреннюю энергию. Например, если сжатый воздух из стеклянного сосуда выталкивает пробку, он делает эту работу за счёт своей внутренней энергии, поэтому воздух охлаждается — его температура уменьшается.
Второй способ изменения внутренней энергии — это теплопередача. Она возможна, когда одно тело передаёт тепло другому. Например, когда мы опускаем металлическую ложку в горячую воду, молекулы воды передают свою энергию молекулам металла. В результате температура воды уменьшается, а температура ложки повышается. Теплопередача происходит в одном направлении — от более горячих тел к более холодным, пока температуры не станут равными.
Теплопередача может осуществляться тремя путями:
- Теплопроводность — это передача тепла через соприкосновение.
- Конвекция — это перемещение теплой жидкости или газа.
- Излучение — когда тепло передается в виде волн, например, солнечные лучи.
Итак, внутреннюю энергию тела можно изменить либо совершая работу, либо через процесс теплопередачи. Это важно понимать, так как энергия играет ключевую роль в различных физических процессах.
План для устного рассказа:
Введение: Что такое внутренняя энергия?
- Определение внутренней энергии и её связь с температурой.
Способы изменения внутренней энергии:
Повышение энергии через механическую работу:
- Пример с трением трубки.
- Пример с деформацией.
Уменьшение энергии при выполнении работы телом:
- Пример с воздухом в сосуде.
Теплопередача как способ изменения энергии:
- Пример с ложкой в горячей воде.
- Направление теплопередачи.
Виды теплопередачи:
- Теплопроводность.
- Конвекция.
- Излучение.
Заключение:
- Обобщение о способах изменения внутренней энергии.
Теперь ты готова рассказать на уроке! Если нужно, можешь сделать небольшие заметки для себя на карточках. Удачи на занятии!
