La médecine aujourd'hui 

Exposé sur la loi de conservation de l'énergie dans les processus thermiques. torches en bois, thermomètre, balances avec poids. Histoire de l'étude de la conversion de l'énergie mécanique et thermique

Un peu plus tôt, nous avons déjà envisagé quelques le phénomène de conversion d'énergie dans les processus mécaniques. Rafraîchissons nos connaissances. En lançant un objet (pierre ou balle) dans le ciel, nous lui transmettons l'énergie du mouvement, ou en d'autres termes énergie cinétique... Après avoir atteint un certain niveau de hauteur, le mouvement de l'objet ralentit, après quoi une chute se produit. Au moment de l'arrêt (lorsque le mouvement de l'objet s'est arrêté au point haut), toute l'énergie cinétique est convertie en énergie potentielle.

Lors de telles transformations, la somme des énergies cinétique et potentielle reste inchangée. Si nous supposons que l'énergie potentielle près de la surface de la Terre est nulle, la somme de l'énergie cinétique, ainsi que l'énergie potentielle du corps à absolument n'importe quelle hauteur pendant la montée ou la chute sera égale à : E = E k + E n

Nous concluons : la somme totale de l'énergie potentielle et cinétique du corps reste inchangée si seules les forces d'élasticité et de gravité agissent, et il n'y a pas de force de frottement. C'est ce que c'est la loi de conservation de l'énergie mécanique.

Lorsque nous avons fait l'expérience de la chute de la boule de plomb sur le poêle, nous avons observé comment énergie mécanique transformé en énergie interne. Ainsi, des types d'énergie tels que mécaniques et internes peuvent passer d'un corps à un autre.

Cette conclusion s'applique à tous les procédés thermiques. Lors d'un transfert de chaleur, par exemple, un corps qui s'échauffe plus fortement dégage de l'énergie, en même temps qu'un corps moins échauffé ne fait que la recevoir.

Pendant le processus de raffinage du moteur du carburant de la machine, énergie interne le carburant est converti en énergie de mouvement mécanique. Lorsque l'énergie passe d'un corps à un autre, ou lorsqu'un type d'énergie se transforme en un autre, l'énergie est toujours conservée.

L'étude des phénomènes liés à la transformation d'un type d'énergie en un autre complètement différent, a conduit à la découverte de l'une des principales lois de la nature - la loi de conservation et de transformation de l'énergie.

Dans n'importe quel phénomène naturel, l'énergie ne peut pas surgir ou disparaître juste comme ça. Il passe simplement d'un type à un autre, alors que son sens est toujours conservé.

Lorsque les scientifiques ont étudié divers phénomène naturel, ils se sont toujours appuyés sur cette loi. Maintenant, nous pouvons tirer une conclusion importante : l'énergie ne peut pas naître d'un corps s'il ne l'a pas reçue d'un autre corps. Voici quelques exemples pour une meilleure compréhension du matériel.

Les rayons du soleil contiennent une certaine quantité d'énergie. En touchant la surface de la Terre, ils lui donnent de la chaleur, la réchauffent. Ainsi, l'énergie solaire est convertie en énergie interne du sol et des corps qui se trouvent à la surface de la terre. L'air qui est chauffé à la surface de la terre commence à bouger - c'est ainsi que naît le vent. La transformation de l'énergie interne, qui est dotée des masses d'air, en énergie mécanique commence.

Une partie de l'énergie solaire est absorbée par les feuilles des plantes. Des réactions chimiques complexes (photosynthèse) commencent à se produire à la suite desquelles des composés organiques se forment, c'est-à-dire l'énergie solaire est convertie en énergie chimique.

La conversion de l'énergie intra-atomique en différents types d'énergie est souvent utilisée dans la pratique. La loi de conservation de l'énergie est la base scientifique de divers types de calculs dans absolument tous les domaines de la science et de la technologie. Il faut comprendre que l'énergie interne ne peut pas être complètement convertie en énergie mécanique.

L'histoire a un grand nombre de projets " Machine à mouvement perpétuel". Dans certains cas, les erreurs de "l'inventeur" étaient évidentes, dans d'autres, ces erreurs étaient cachées derrière la conception complexe de l'appareil. Les tentatives infructueuses de créer une "machine à mouvement perpétuel" se poursuivent aujourd'hui. Tous sont voués à l'échec, car la loi de conservation et de transformation de l'énergie interdit de travailler sans dépenser d'énergie.

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1. Pour les phénomènes mécaniques, sous certaines conditions, la loi de conservation de l'énergie mécanique est remplie : l'énergie mécanique totale d'un système de corps est conservée s'ils interagissent avec les forces de gravité ou d'élasticité. Si les forces de frottement agissent, alors l'énergie mécanique totale des corps n'est pas conservée, une partie (ou la totalité) est convertie en leur énergie interne.

Lorsque l'état du corps (système) change, son énergie interne change. L'état du corps et, par conséquent, son énergie interne peuvent être modifiés de deux manières: lors du transfert de chaleur ou en effectuant un travail sur le corps par des forces externes (travail, par exemple, forces de frottement).

2. Lors de la résolution du problème de la section précédente, il a été constaté que la quantité de chaleur \ (Q_1 \) dégagée eau chaude, est égal à la quantité de chaleur \ (Q_2 \) obtenue eau froide, c'est-à-dire : \ (Q_1 = Q_2 \).

L'égalité écrite s'appelle équation bilan thermique ... Il relie la quantité de chaleur reçue par un corps et la quantité de chaleur dégagée par un autre corps lors de l'échange de chaleur. Dans ce cas, non pas deux corps peuvent participer à l'échange de chaleur, mais trois ou plus. Par exemple, si une cuillère est abaissée dans un verre de thé chaud, alors le verre et le thé participeront à l'échange de chaleur (dégageront de l'énergie), et la cuillère et l'air environnant (recevoiront de l'énergie). Comme déjà indiqué, dans des problèmes spécifiques, nous pouvons négliger la quantité de chaleur reçue ou émise par certains corps lors des échanges thermiques.

3. L'équation du bilan thermique permet de déterminer certaines valeurs. En particulier, les valeurs de la capacité thermique spécifique des substances sont déterminées à partir de l'équation du bilan thermique.

Tâche... Déterminer la chaleur spécifique de l'aluminium si, lors de la descente d'une cuillère en aluminium pesant 42 g à une température de 20°C dans un verre contenant 92 g d'eau à 75°C, une température de 70°C est réglée dans le verre. Ne tenez pas compte des pertes d'énergie pour chauffer l'air, ainsi que de l'énergie dégagée par le verre.

Analyse du problème... Deux corps sont impliqués dans l'échange de chaleur : eau chaude et une cuillère en aluminium. L'eau dégage la quantité de chaleur \ (Q_1 \) et se refroidit de 75 à 70 ° C. La cuillère en aluminium reçoit la quantité de chaleur\(Q_2\) et chauffe de 20 à 70°C. La quantité de chaleur \ (Q_1 \) dégagée par l'eau chaude est égale à la quantité de chaleur \ (Q_2 \) reçue par la cuillère.

Résoudre le problème en vue générale: équation du bilan thermique : \ (Q_1 = Q_2 \); la quantité de chaleur dégagée par l'eau chaude : \ (Q_1 = c_1m_1 (t_1-t) \); la quantité de chaleur reçue par la cuillère en aluminium : \ (Q_2 = c_2m_2 (t-t_2) \). Dans cet esprit, l'équation du bilan thermique : \ (c_1m_1 (t_1-t) = c_2m_2 (t-t_2) \)... D'où: \ (c_2 = c_1m_1 (t_1-t) / m_2 (t-t_2) \)​.

4. La loi de conservation de l'énergie dans les processus thermiques est remplie lorsque les corps sont chauffés en raison de l'énergie libérée lors de la combustion du carburant. Le combustible est le gaz naturel, le bois, le charbon, le pétrole. Lorsqu'il brûle, une réaction d'oxydation chimique se produit - les atomes de carbone se combinent avec les atomes d'oxygène contenus dans l'air et une molécule de monoxyde de carbone (dioxyde de carbone) CO 2 se forme. Cela libère de l'énergie.

Lorsque différents combustibles de même masse sont brûlés, montant différent chaleur. Par exemple, il est bien connu que le gaz naturel est un combustible plus économe en énergie que le bois. Cela signifie que pour obtenir la même quantité de chaleur, la masse de bois de chauffage à brûler doit être nettement supérieure à la masse de gaz naturel. Par conséquent, d'un point de vue énergétique, différents types de combustibles se caractérisent par une quantité appelée chaleur spécifique de combustion du carburant.

La chaleur spécifique de combustion d'un carburant est une quantité physique qui indique la quantité de chaleur libérée lors de la combustion complète d'un carburant d'une masse de 1 kg.

La chaleur spécifique de combustion du carburant est désignée par la lettre \ (q \), son unité est 1 J / kg.

La valeur de la chaleur spécifique de combustion du combustible est déterminée expérimentalement. L'hydrogène a la chaleur spécifique de combustion la plus élevée et la poudre à canon la plus faible.

Chaleur spécifique de combustion, par exemple, l'huile - 4,4 · 10 7 J / kg. Cela signifie qu'avec la combustion complète de 1 kg d'huile, une quantité de chaleur est libérée 4,4 · 10 7 J.

V cas général, si la masse du combustible est \ (m \), alors la quantité de chaleur \ (Q \) dégagée lors de sa combustion complète est égale au produit de la chaleur spécifique de combustion \ (q \) par sa masse \ ( m \):

5. Supposons que l'énergie interne du corps \ (U \) ait été modifiée en faisant un travail \ (A \) sur lui et en lui donnant une certaine quantité de chaleur \ (Q \). Dans ce cas, la variation de l'énergie interne \ (U \) est égale à la somme du travail \ (A \) effectué sur le corps et de la quantité de chaleur qui lui est transférée \ (Q \) :

L'expression écrite est première loi de la thermodynamique 1, qui est une généralisation de la loi de conservation de l'énergie. Il est formulé comme suit : la variation de l'énergie interne du système lors du passage d'un état à un autre est égale à la somme du travail effectué sur le système par les forces externes et de la quantité de chaleur transférée au système.

1 Thermodynamique - l'étude des processus thermiques.

Supposons que le travail soit effectué non par des forces extérieures, mais par le corps lui-même. Son travail dans ce cas est \ (A ^ (') = - A \) et \ (Q = U + A ^ (') \). La quantité de chaleur transférée au corps est utilisée pour modifier son énergie interne et pour travailler le corps contre les forces externes.

6. Les appareils qui effectuent un travail mécanique en raison de l'énergie interne du carburant sont appelés moteurs thermiques.

Tout moteur thermique se compose d'un réchauffeur, d'un réfrigérateur et d'un fluide de travail (Fig. 72). Le gaz ou la vapeur sont utilisés comme fluide de travail, car ils sont bien comprimés, et selon le type de moteur, il peut y avoir du carburant (essence, kérosène), de la vapeur d'eau, etc. Le réchauffeur transfère une certaine quantité de chaleur au fluide \ ((Q_1) \) , et son énergie interne augmente, en raison de cette énergie interne un travail mécanique \ ((A) \) est effectué, puis le fluide de travail dégage une certaine quantité de chaleur vers le réfrigérateur \ ((Q_2 ) \) et se refroidit jusqu'à la température initiale. Le schéma décrit représente le cycle de fonctionnement du moteur et est général ; dans les moteurs réels, divers dispositifs peuvent jouer le rôle d'un appareil de chauffage et d'un réfrigérateur. L'environnement peut servir de réfrigérateur.

Étant donné que dans le moteur une partie de l'énergie du fluide de travail est transférée au réfrigérateur, il est clair que toute l'énergie qu'il reçoit du réchauffeur n'est pas utilisée pour effectuer un travail. En conséquence, le coefficient action utile moteur (efficacité) est égal au rapport du travail parfait \ ((A) \) à la quantité de chaleur reçue du réchauffeur \ ((Q_1) \):

\ [Rendement = \ frac (A) (Q_1) 100 \% = \ frac (Q_1-Q_2) (Q_1) 100 \% \]

L'efficacité est généralement exprimée en pourcentage.

7. Il existe deux types de moteurs à combustion interne (ICE) : à carburateur et diesel. Dans un moteur à carburateur, le mélange de travail (un mélange de carburant et d'air) est préparé à l'extérieur du moteur dans un dispositif spécial et de là, il pénètre dans le moteur. Dans un moteur diesel, le carburant
le mélange est préparé dans le moteur lui-même.

Le moteur à combustion interne (Fig. 73) est constitué d'un cylindre (1) dans lequel se déplace le piston (5) ; il y a deux soupapes dans le cylindre (2, 3), par l'une desquelles le mélange combustible est admis dans le cylindre, et par l'autre les gaz d'échappement sont évacués du cylindre. Le piston est relié au vilebrequin au moyen d'un mécanisme à manivelle (6, 7), qui entre en rotation lorsque mouvement de translation piston. Le cylindre est fermé par un couvercle (4).

Le cycle de fonctionnement de l'ICE comprend quatre temps : admission, compression, temps de travail, échappement. Lors de l'admission, le piston descend, la pression dans le cylindre diminue et un mélange combustible (dans un moteur à carburateur) ou de l'air (dans un moteur diesel) y pénètre par la soupape. La vanne est fermée à ce moment (Fig. 73 a). A la fin de l'entrée du mélange combustible, la vanne se ferme.

Au cours de la deuxième course, le piston monte, les vannes sont fermées et le mélange de travail ou l'air est comprimé (Fig. 73 b). Dans le même temps, la température des gaz augmente: le mélange combustible dans le moteur à carburateur chauffe jusqu'à 300-350 ° C et l'air dans le moteur diesel chauffe jusqu'à 500-600 ° C. À la fin de la course de compression, une étincelle jaillit dans un moteur à carburateur et le mélange de carburant s'enflamme. Dans un moteur diesel, le carburant est injecté dans le cylindre et le mélange résultant s'enflamme spontanément.

Lorsque le mélange combustible brûle, le gaz se dilate et pousse le piston et le vilebrequin qui lui est connecté, effectuant un travail mécanique (Fig. 73 c). Cela provoque le refroidissement du gaz.

Lorsque le piston arrive à point bas, la pression à l'intérieur va diminuer. Lorsque le piston remonte, la soupape s'ouvre et les gaz d'échappement sont libérés (Fig. 73 d). A la fin de cette course, la vanne se ferme.

8. Une turbine à vapeur est un disque monté sur un arbre, sur lequel les pales sont fixées. La vapeur est fournie aux lames. La vapeur chauffée à 600°C est dirigée dans la buse et s'y dilate.Lorsque la vapeur se dilate, son énergie interne est convertie en énergie cinétique du mouvement dirigé du jet de vapeur. Un jet de vapeur sort de la tuyère vers les aubes de la turbine et leur transfère une partie de son énergie cinétique, entraînant la turbine en rotation. Typiquement, les turbines ont plusieurs disques, chacun desquels est transférée une partie de l'énergie de la vapeur. La rotation du disque est transmise à l'arbre auquel est connecté le générateur de courant électrique.

Partie 1

Pour déterminer la chaleur spécifique de combustion du carburant, vous devez savoir

1) l'énergie dégagée lors de la combustion complète du combustible, son volume et sa température initiale
2) l'énergie dégagée lors de la combustion complète du combustible et sa masse
3) l'énergie dégagée lors de la combustion complète du combustible, et sa densité
4) la chaleur spécifique d'une substance, sa masse, ses températures initiale et finale

2. 1 kg d'eau a été versé dans le récipient à une température de 90 ° C. Quelle est la masse d'eau prélevée à 30 ° C, qui doit être versée dans le récipient pour que la température de l'eau y soit égale à 50 ° C? Ne pas tenir compte de la perte d'énergie pour le chauffage de la cuve et de l'air ambiant.

1) 1kg
2) 1,8 kg
3) 2kg
4) 3kg

3. Dans de l'eau prélevée à une température de 20°C, 1 litre d'eau a été ajouté à une température de 100°C. La température du mélange s'est avérée être de 40°C. Quelle est la masse eau froide? Négliger l'échange de chaleur avec l'environnement.

1) 1kg
2) 2kg
3) 3kg
4) 4kg

4. L'air est rapidement comprimé dans un tube à paroi épaisse. Dans ce cas, l'énergie interne de l'air

1) ne change pas
2) augmente
3) diminue
4) augmente d'abord, puis ne change pas

5. Le gaz a reçu une quantité de chaleur de 300 J et a effectué un travail de 100 J. L'énergie interne du gaz dans ce cas

1) augmenté de 400 J
2) augmenté de 200 J
3) diminué de 400 J
4) diminué de 200 J

6. Dans un moteur à combustion interne

1) l'énergie interne du fluide de travail est convertie en énergie mécanique
2) le piston bouge en raison de la quantité de chaleur qui lui est transférée
3) l'énergie mécanique du piston est convertie en énergie interne du fluide de travail
4) le travail mécanique est effectué en raison de l'énergie du fluide de travail et de la quantité de chaleur transférée au piston

7. Le moteur à combustion interne effectue travail utileà

1) compression du fluide de travail
2) la libération des gaz résiduaires de la bouteille
3) entrée du fluide de travail dans le cylindre
4) expansion du fluide de travail dans le cylindre

8. Le fluide de travail dans un moteur à combustion interne d'automobile est

1) aérien
2) essence
3) un mélange combustible composé d'air et de vapeurs d'essence
4) kérosène

9. Le moteur thermique reçoit 200 J de chaleur du réchauffeur pendant un cycle de fonctionnement et transfère au réfrigérateur la quantité de chaleur de 80 J. Quel est le rendement du moteur ?

1) 29%
2) 40%
3) 43%
4) 60%

10. Le moteur reçoit 100 J de chaleur du réchauffeur et effectue un travail utile de 200 J. Quel est le rendement d'un tel moteur ?

1) 200%
2) 50%
3) 20%
4) un tel moteur est impossible

11. Etablir une correspondance entre grandeurs physiques et leurs unités SI. Pour chaque position de la colonne de gauche, sélectionnez la position correspondante de la colonne de gauche et écrivez les chiffres sélectionnés sous les lettres correspondantes

QUANTITÉ PHYSIQUE
A) la quantité de chaleur
B) chaleur spécifique
B) chaleur spécifique de combustion

UNITÉ DE VALEUR
1) J/kg
2) J
3) J/kg°C

12. Établir une correspondance entre les grandeurs physiques et leurs changements possibles analysant la situation suivante : « A pression constante, un gaz d'une certaine masse se dilate rapidement. Comment évoluent la température du gaz, sa concentration et son énergie interne ?" Les chiffres de la réponse peuvent être répétés. Pour chaque position de la colonne de gauche, sélectionnez la position correspondante de la colonne de gauche et écrivez les chiffres sélectionnés sous les lettres correspondantes.

QUANTITÉ PHYSIQUE
A) température du gaz
B) concentration
B) énergie interne

UNITÉ DE VALEUR
1) ne change pas
2) augmente
3) diminue

13. La partie frappante du marteau pesant 10 tonnes tombe librement sur une pièce en acier pesant 200 kg. De quelle hauteur tombe la partie frappante du marteau si, après 32 coups, la pièce est chauffée de 20°C ? Le chauffage consomme 25 % de l'énergie du marteau.

Réponses


  • Types de carburant
  • Chauffage et chauffage
  • Cuisiner
  • Transfert de chaleur et loi de conservation de l'énergie
  • Énergie et chaleur dans la nature vivante
  • Mécanismes thermiques et moteurs

Leçon de méthode de projet

  • Cible:
  • systématiser et généraliser les premières connaissances acquises sur le sujet ;
  • donner une idée des activités du projet;
  • intéresser les étudiants aux activités de recherche;
  • développer pensée logique et la capacité de généraliser ;
  • apprendre à appliquer les connaissances acquises dans la pratique et dans la vie quotidienne.

Projet 1

"Types de carburant"

La combustion est une réaction exothermique qui produit de la chaleur. types de combustibles en 3 groupes : solide, liquide, gazeux . Il s'avère que de nombreux types de combustibles solides, le plus grand nombre la chaleur est émise par le charbon brun de Tcheliabinsk, 14 300 kJ pour 1 kg de carburant et de carburant pour fusée en métal :

magnésium 24 830 kilowatts

aluminium 31 000 kJ

béryllium 66 600 kilowatts

De espèces liquides: le kérosène éclairera 43100 kJ pour 1 kg de carburant liquide et de carburant diesel - 42700 kJ.

Les combustibles gazeux se caractérisent par la libération d'une grande quantité d'énergie pour 1 kg de combustible. Mais la plupart un grand nombre de l'énergie est libérée lors de la combustion de l'hydrogène - 119 700 kJ.


Projet n°2

"Chauffage et chauffage"

1. De quelle manière le chauffage des locaux résidentiels et industriels est-il généralement effectué ?

2. Comment étudier la convection intérieure ?

3. Quelles autres méthodes de transfert de chaleur existent ?


Projet n°3 "Cuisiner"

Comment faire cuire les pommes de terre plus rapidement ?

Pour faire cuire vos pommes de terre plus rapidement, vous devez jeter un morceau dans une casserole avec des pommes de terre et de l'eau avant la cuisson Beurre... Lorsqu'il est chauffé, il fondra et couvrira la surface de l'eau d'un film mince. Ce film protecteur empêchera l'eau de s'évaporer. Et le processus d'évaporation s'accompagne toujours d'une diminution de la température du liquide et de sa quantité. Nous sommes confrontés à la situation suivante : la moitié du liquide a bouilli et les pommes de terre n'ont pas encore bouilli, nous devons ajouter de l'eau et poursuivre la cuisson, ce qui prend plus de temps.


Projet numéro 4 "Transfert de chaleur et la loi de la conservation de l'énergie"

1. Suggérer des expériences avec du matériel scolaire simple pour la démonstration différents types transfert de chaleur et les expliquer schématiquement.

2 . Lorsque la température change, le corps peut changer de propriétés mécaniques: longueur, volume, densité, élasticité, fragilité. Donne des exemples.


Projet n°5 « Énergie et chaleur dans la faune sauvage »

  • Certains organismes, en particulier au stade de repos, sont capables d'exister dans des conditions très basses températures... Par exemple, les spores de micro-organismes peuvent supporter un refroidissement jusqu'à - 200 C. Les organismes sans Température constante: grenouilles, poissons, crocodiles, serpents, et avec constante : loups, ours. La température corporelle dépend de la température environnement... Il existe de nombreux outils disponibles pour lutter contre le refroidissement ou la surchauffe.

Projet n°6 "Mécanismes thermiques et moteurs"

Dans notre vie, nous rencontrons constamment une variété de moteurs. Le fonctionnement des moteurs thermiques est lié à la consommation différents typesénergie. La conception des premiers moteurs à vapeur comportait les principaux éléments de tous les moteurs thermiques ultérieurs : un réchauffeur dans lequel l'énergie du carburant était libérée, de la vapeur d'eau comme fluide de travail et un piston avec un cylindre qui convertit l'énergie de la vapeur en travail mécanique, comme ainsi qu'un refroidisseur nécessaire pour réduire la température et la pression de la vapeur.

Diapositive 2

Le but de la leçon :

Systématisation et généralisation des connaissances acquises antérieurement sur ce sujet. Objectifs de la leçon : intéresser les étudiants aux activités de recherche ; - Développer des capacités de raisonnement logique et de généralisation ; - Apprendre à comparer et à modifier les connaissances acquises dans la pratique et dans la vie de tous les jours ; - Favoriser le sens du collectivisme, l'entraide, la capacité de travailler en groupe.

Diapositive 3

"La terre russe peut donner naissance à la terre russe avec son propre Platon et ses Nevtons vifs d'esprit" M.V. Lomonossov.

Diapositive 4

Commençons une histoire sur la chaleur Souvenons-nous de tout, résumons maintenant

L'énergie travaille à ébullition. Pour que la paresse soit observée évaporation Les cerveaux ne nous amèneront pas à fondre, Nous les entraînons à l'épuisement. Dans l'enseignement, nous faisons preuve de diligence, Voir le sens de l'odorat des idées scientifiques ! Nous surmonterons n'importe quelle tâche, Et nous serons toujours en mesure d'aider un ami. Nous étudions l'histoire de la science Et nous respectons le grand Lomonosov, Et nous nous montrons au travail Comme un moteur à haut rendement ! Mais comme la vie peut être difficile avec cette dame appelée Warmth !

Diapositive 5

Qu'appelle-t-on énergie interne ? De quelles manières l'énergie interne peut-elle être modifiée ? Le transfert de chaleur est directement lié à un concept tel que la quantité de chaleur. Quelle est la quantité de chaleur ?

Diapositive 6

Exercer:

Caractérisons les processus thermiques que nous avons étudiés, notamment par des formules. Maintenant, vous recevrez des feuilles de travail avec des devoirs sous forme de tableaux, que vous devez remplir. Temps de travail 3 minutes. Après cela, vous ferez une vérification mutuelle et tout le monde appréciera le travail de la personne assise à côté de vous.

Diapositive 7

Le saviez-vous,

que le physicien Walter Nernst aimait l'élevage de carpes ? Une fois quelqu'un a remarqué pensivement : « Un choix étrange. C'est encore plus intéressant d'élever des poulets. » Le scientifique a répondu calmement : « J'élève des animaux qui sont en équilibre thermique avec l'environnement. Élever des animaux à sang chaud signifie chauffer l'espace mondial avec votre propre argent. » La remarque du scientifique est-elle juste ? Les lois de la thermodynamique répondront à cette question et à d'autres.

Diapositive 8

Blitz - enquête :

Qu'est-ce que la thermodynamique ? Formulons les principes que l'on appelle les lois de la thermodynamique. Est-il possible de créer une machine à mouvement perpétuel ? Eh bien, puisqu'il est impossible de créer un éternel, que sont les moteurs thermiques réels ? Quelles sont les pièces principales d'un moteur thermique ? Quels sont les principaux types de moteurs thermiques ?

Diapositive 9

L'homme est très gaspilleur

utilise l'énergie du carburant que la nature nous donne. Nous, comme les enfants non reconnaissants, gaspillons l'héritage qui s'est accumulé petit à petit au cours de millions d'années. La nature est plus sage. Comment décide-t-elle problème d'énergie? Vous répondrez à cette question dans vos projets.

Diapositive 10

Projet n°1 "Types de combustibles"

1. Considérez les sources de chaleur qui nous entourent. On considère comme sources de chaleur une cuisinière à gaz, un feu, la combustion d'essence, de fioul, de coke dans les chaufferies. La combustion est une réaction exothermique qui produit de la chaleur. Les centrales hydroélectriques et thermiques sont également des sources de chaleur, car elles fournissent jusqu'à 70 % de toute l'électricité, et ce sont les cuisinières électriques, les foyers électriques et autres radiateurs électriques.

Diapositive 11

2. Analyser les types de carburants

Après analyse de la combustion de combustible sec, bougies, huile végétale, combustion de l'éther et à l'aide du tableau n° 1, diviser les types de combustibles en 3 groupes : solide, liquide, gazeux. Il s'avère que parmi les nombreux types de combustibles solides, la plus grande quantité de chaleur est émise par le charbon brun de Tcheliabinsk, 14 300 kJ pour 1 kg de combustible, et le carburant pour fusée métallique : magnésium 24830 kJ aluminium 31 000 kJ béryllium 66600 kJ. À partir des types liquides : le kérosène éclairera 43 100 kJ pour 1 kg de carburant liquide et de carburant diesel - 42 700 kJ. Les combustibles gazeux se caractérisent par la libération d'une grande quantité d'énergie pour 1 kg de combustible. Mais la plus grande quantité d'énergie est libérée lors de la combustion de l'hydrogène -119700 kJ.

Diapositive 12

20 éclats de bois, thermomètre, balance avec poids.

Utilisez-les pour écrire un problème qui mentionne la combustion. De combien la température de l'air augmentera-t-elle dans une grande grotte d'un volume de 10 m sur 15 m sur 5 m, si 20 torches en bois pesant 800 g y sont brûlées ? Température initiale air environ 14°C.

Diapositive 13

Projet n°2 « Chauffage et chauffage »

1. De quelle manière le chauffage des locaux résidentiels et industriels est-il généralement effectué ? Comment étudier la convection intérieure ? Quelles sont les autres méthodes de transfert de chaleur ?

Diapositive 14

2. Prouvez avec l'instrumentation,

que l'échauffement d'un liquide sur un feu se fait par convection. Un flacon d'eau est chauffé sur une lampe à alcool, au fond se trouvent des cristaux de manganèse fixés avec un morceau de pâte à modeler. 3. Faites une tâche qui prendrait en compte l'échauffement d'un objet par transfert de chaleur que vous connaissez. 1.Dans Experience precedente brûlé 10 grammes d'alcool. 30% de la chaleur obtenue a été dépensée pour le chauffage. De combien la température d'un litre d'eau a-t-elle augmenté ? 2. La température de l'eau dans la chaudière de chauffage est de 90 °C. La température initiale de l'eau est de 10 ? С. La chaudière contient 5m3 d'eau. Combien de fioul est dépensé pour chauffer et maintenir en température une telle chaudière si les pertes sont de 15 % ? Pensez à vous réchauffer une fois.

Diapositive 15

Projet №3 "Cuisine"

1 Quoi méthodes thermiques la cuisine, connaissez-vous ? Dans chaque cas, indiquez la source d'énergie thermique et la méthode de transfert de chaleur aux aliments. En fumée, en feu, à la vapeur, dans un poêle, sur un feu. 2. La plupart de nos aliments sont cuits dans de l'eau bouillante. Comment faire cuire les pommes de terre plus rapidement ? Pour faire cuire vos pommes de terre plus rapidement, vous devez jeter un morceau de beurre dans une casserole avec des pommes de terre et de l'eau avant la cuisson. Lorsqu'il est chauffé, il fondra et couvrira la surface de l'eau d'un film mince. Ce film protecteur empêchera l'eau de s'évaporer. Et le processus d'évaporation s'accompagne toujours d'une diminution de la température du liquide et de sa quantité.

Diapositive 16

3. Suggérer

ou trouver une amélioration de la cuisine dans la littérature. La plaque chauffante d'une plaque électrique peut être constituée d'éléments chauffants en forme d'anneaux. Seuls ces anneaux seront inclus dans le circuit électrique, dont la taille correspond au fond de la casserole. 4. Créez un problème qui mentionne le processus de cuisson. Combien de bois de bouleau les touristes doivent-ils ramasser pour un feu de camp pour faire bouillir un seau d'eau de source ? La température de l'eau au printemps est de 9 ° C. Considérez qu'il n'y a pas de perte de chaleur.

Diapositive 17

Projet n°4 "Transfert de chaleur et loi de conservation de l'énergie"

1. Proposez des expériences avec du matériel scolaire simple pour démontrer différents types de transfert de chaleur et expliquez-les schématiquement. Faire bouillir de l'eau dans boîte en papier, chauffer le thermomètre à distance de la source de chaleur (lampe, carrelage, décoller les boutons de la flamme chauffée de la tige).

Diapositive 18

2. Lorsque la température change, le corps peut modifier ses propriétés mécaniques : longueur, volume, densité, élasticité, fragilité. Donne des exemples. Expériences : chauffer une pièce par friction, un rayon métallique dans une flamme (une extrémité du rayon repose contre le feu ou le touche), chauffer de l'air dans une fiole avec du liquide (une colonne de liquide se déplace dans un tube). 3. Comment déterminer la température d'un objet chauffé dans une flamme si vous possédez également un calorimètre à eau froide, un thermomètre, une balance avec poids, des tables ?

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Projet n°5 « Énergie et chaleur dans la faune sauvage »

1. La loi principale à laquelle tous les processus thermiques sont soumis est la loi de conservation de l'énergie. Tous les organismes vivants dépensent beaucoup d'énergie dans le processus de la vie (mouvement, nutrition, chasse). D'où tirent-ils leur énergie ?

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Pris en considération

réactions chimiques à l'intérieur de la cellule. L'ensemble de ces réactions est appelé respiration interne (tissu, cellulaire). Il est subdivisé en aérobie et anaérobie. Le premier est associé à la décomposition de certaines substances avec la participation d'oxygène et se produit avec une grande libération d'énergie, le second - avec une transformation anoxique du glucose. La respiration des êtres vivants est parfois appelée combustion lente.

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Projet n°6 « Mécanismes et moteurs thermiques »

1. Donnez des exemples de mécanismes qui utilisent l'énergie thermique dans leur travail. Indiquez dans chaque cas la source d'énergie, la voie de sa transformation. Dans notre vie, nous rencontrons constamment une variété de moteurs. Ils propulsent des voitures et des avions, des tracteurs et des navires, des chemins de fer et des fusées. le fonctionnement des moteurs thermiques est associé à la consommation de divers types d'énergie. La conception des premiers moteurs à vapeur comportait les principaux éléments de tous les moteurs thermiques ultérieurs : un réchauffeur dans lequel l'énergie du carburant était libérée, de la vapeur d'eau comme fluide de travail et un piston avec un cylindre qui convertit l'énergie de la vapeur en travail mécanique, comme ainsi qu'un refroidisseur nécessaire pour réduire la température et la pression de la vapeur.

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2. Décrivez la structure la plus simple d'une machine à vapeur.

La structure la plus simple d'une machine à vapeur a été créée par Héron d'Alexandrie au IIe siècle. AVANT JC. Il se composait d'un socle sur lequel était érigé un récipient muni d'anses et rempli d'eau. L'appareil, qui a été placé dans l'eau, ressemblait à un flacon. Les tubes ont été placés sur quatre côtés. Lorsque le bois était en feu, l'eau bouillait et de la vapeur jaillissait comme une fontaine du tuyau supérieur. C'était la plus ancienne machine à vapeur.

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3. Montrer par l'expérience

à l'aide des équipements du laboratoire de l'école, comment travailler en convertissant l'énergie thermique. Le tube à essai contient de l'eau, qui bout, recevant la quantité de chaleur provenant de la combustion de l'alcool. Et la vapeur fait tomber le bouchon du tube à essai. C'est ainsi que se fait le travail après la transformation de l'énergie. 4. Suggérez un problème qui utilise le fonctionnement de n'importe quel appareil thermique.

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Parlez-nous d'un appareil, un appareil qui fonctionne en utilisant l'énergie thermique de l'environnement.

Aucune des sources d'énergie connues aujourd'hui n'est en mesure de répondre pleinement aux besoins croissants de l'homme à l'avenir. Pour cela, une plus grande attention doit être portée à sources alternatives ou des sources alimentées par l'énergie environnementale. Il existe déjà, par exemple, des « cellules solaires » qui convertissent énergie solaire v électricitéà l'aide de photocellules. De nombreux projets ont été créés pour utiliser la puissance des marées, la puissance des vents, la puissance des geysers. Il existe également des projets pour utiliser la différence de température entre les couches superficielles de l'eau dans les mers tropicales et la température de l'eau à de grandes profondeurs.

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Je vous souhaite du succès dans tous vos efforts. Bonne chance et merci à tous pour la leçon.

E.S. Golubeva Divertissement des sciences naturelles. Un tuto ennuyeux. - SPb. : « Triton », 2007. Kovaleva S.Ya. La loi de la conservation de l'énergie dans les procédés thermiques // Hebdomadaire de la maison d'édition « First September », n° 33, du 1er au 7 septembre 2012. Lanina. ET MOI. Cent jeux de physique. - M. :, "Éducation", 2005. Perelman Ya.I. La physique divertissante... - M.:, "Science", 2001. Uvitskaya E.S. Usage matériel biologique en cours de physique. // Hebdomadaire de la maison d'édition "1er septembre", n°31, 16-22 août 2012.

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