Конспект по физики 8 класс

Краткий ответ

Закон сохранения энергии: энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а только переходит от одного тела к другому или превращается из одного вида в другой.

Для системы тел:

\[ E=E_{\text{мех}}+U, \]

где \(E_{\text{мех}}\) — механическая энергия, \(U\) — внутренняя энергия.

Изменение полной энергии:

\[ \boxed{\Delta E=A+Q} \]

где \(A\) — работа внешних сил, \(Q\) — количество теплоты, полученное системой.

---

Конспект

1. Закон сохранения механической энергии

Механическая энергия складывается из кинетической и потенциальной:

\[ E_{\text{мех}}=E_k+E_p. \]

Если между телами нет трения и на систему не действуют внешние силы, то механическая энергия сохраняется:

\[ E_{\text{мех}}=\text{const}. \]

При этом энергия может переходить:

• из потенциальной в кинетическую;
• из кинетической в потенциальную.

Пример: при падении тела потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая увеличивается. Их сумма остаётся постоянной.

---

2. Почему в реальных процессах механическая энергия уменьшается

В реальных условиях почти всегда есть трение. Поэтому часть механической энергии превращается во внутреннюю энергию тел.

Например, при падении и ударе шара:

\[ \text{механическая энергия} \longrightarrow \text{внутренняя энергия}. \]

Тело и поверхность немного нагреваются.

---

3. Полная энергия системы

Полная энергия системы тел состоит из механической и внутренней энергии:

\[ \boxed{E=E_{\text{мех}}+U}. \]

Если механическая энергия уменьшается, внутренняя энергия обычно увеличивается. Поэтому полная энергия сохраняется, если учитывать все виды энергии.

---

4. Закон сохранения энергии для механических и тепловых процессов

Полную энергию системы можно изменить двумя способами:

1. совершить над системой работу;
2. передать системе количество теплоты.

Поэтому:

\[ \boxed{\Delta E=A+Q}. \]

Здесь:

• \(A>0\), если внешние силы совершают работу над системой;
• \(Q>0\), если система получает тепло;
• \(\Delta E\) — изменение полной энергии системы.

Если механическая энергия не изменяется, то:

\[ \Delta E_{\text{мех}}=0, \]

и формула принимает вид:

\[ \boxed{\Delta U=A+Q}. \]

Пример: газ сжимают, совершая над ним работу \(A=1\ \text{кДж}\), и одновременно сообщают ему \(Q=1\ \text{кДж}\) теплоты:

\[ \Delta U=1+1=2\ \text{кДж}. \]

Внутренняя энергия газа увеличится на \(2\ \text{кДж}\).

---

5. Изолированная система

Изолированная система — система, на которую не действуют внешние силы и которая не обменивается теплотой с окружающей средой:

\[ A=0,\qquad Q=0. \]

Тогда:

\[ \Delta E=0. \]

Полная энергия изолированной системы сохраняется.

Если при этом механическая энергия уменьшается, то внутренняя энергия увеличивается на такое же значение:

\[ \Delta E_{\text{мех}}=-\Delta U. \]

---

6. Тепловой баланс

В изолированной системе полученная одними телами теплота равна отданной другими:

\[ \boxed{Q_{\text{отд}}=Q_{\text{пол}}}. \]

Это и есть уравнение теплового баланса.

---

Как решать похожие задания

1. Определи систему тел.
2. Выясни, есть ли работа внешних сил \(A\).
3. Определи, получает или отдаёт система теплоту \(Q\).
4. Выбери формулу:
   • \(\Delta E=A+Q\);
   • \(\Delta U=A+Q\), если механическая энергия постоянна;
   • \(Q_{\text{отд}}=Q_{\text{пол}}\), если рассматривается теплообмен в изолированной системе.
5. Подставь значения с единицами измерения и проверь знак результата.

Главное для запоминания

\[ \boxed{\text{Энергия не исчезает, а превращается и передаётся.}} \]