Өнөөдөр анагаах ухаан 

Дулааны процесс дахь энерги хадгалагдах хуулийн тухай лекц уншина уу. модон хэлтэрхий, термометр, жин бүхий жин. Механик ба дулааны энергийн хувирлыг судлах түүх

Хэсэг хугацааны өмнө бид аль хэдийн заримыг нь авч үзсэн механик процесст энерги хувирах үзэгдлүүд.Мэдлэгээ сэргээцгээе. Аливаа зүйлийг (чулуу эсвэл бөмбөг) тэнгэрт шидэхэд бид түүнд хөдөлгөөний энергийг өгдөг, өөрөөр хэлбэл кинетик энерги. Тодорхой түвшинд авсны дараа объектын хөдөлгөөн удааширч, дараа нь уналт үүсдэг. Зогсоох мөчид (биеийн хөдөлгөөн дээд цэг дээр зогсоход) бүх кинетик энерги нь боломжит энерги болж хувирдаг.

Ийм хувиргалтын үед кинетик ба потенциал энергийн нийлбэр өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Хэрэв бид дэлхийн гадаргуугийн ойролцоох потенциал энерги тэгтэй тэнцүү гэж үзвэл өсөлт эсвэл уналтын үед ямар ч өндөрт байгаа биеийн боломжит энергийн хамт кинетик энергийн нийлбэр нь дараахтай тэнцүү байх болно. E = E k + E n

Бид дүгнэж байна: зөвхөн уян харимхай ба таталцлын хүч үйлчилж, үрэлтийн хүч байхгүй бол биеийн потенциал ба кинетик энергийн нийт хэмжээ өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна. Ийм л байна механик энерги хадгалагдах хууль.

Бид тугалган бөмбөгийг хавтан дээр унагах туршилт хийхдээ яаж болохыг ажиглав механик энергидотоод энерги болж хувирсан. Тиймээс механик ба дотоод энерги нь нэг биеэс нөгөөд шилжиж болно.

Үүнтэй төстэй дүгнэлт нь бүх дулааны процесст хамаарна. Жишээлбэл, дулаан дамжуулах үед илүү хүчтэй халсан бие нь энерги ялгаруулдаг бол бага халсан бие зөвхөн хүлээн авдаг.

Түлшний машины хөдөлгүүрээр боловсруулах явцад, дотоод энергитүлш нь хөдөлгөөний механик энерги болж хувирдаг. Эрчим хүч нэг биеэс нөгөөд шилжих эсвэл энергийн нэг хэлбэр нөгөөд шилжих үед энерги үргэлж хадгалагддаг.

Нэг төрлийн энергийг огт өөр болгон хувиргахтай холбоотой үзэгдлүүдийг судлах нь байгалийн гол хуулиудын нэг болох энергийг хадгалах, хувиргах хуулийг нээхэд хүргэсэн.

Байгалийн ямар ч үзэгдлийн үед энерги үүсч, алга болдоггүй. Энэ нь зүгээр л нэг хэлбэрээс нөгөөд шилждэг бөгөөд үнэ цэнэ нь үргэлж хадгалагдан үлддэг.

Эрдэмтэд янз бүрийн байгалийн үзэгдлүүд, тэд үргэлж энэ хуульд найдаж ирсэн. Одоо бид чухал дүгнэлт хийж болно: Хэрэв өөр биеэс энергийг хүлээн аваагүй бол биеэс энерги үүсэх боломжгүй.Материалыг илүү сайн ойлгохын тулд зарим жишээг энд оруулав.

Нарны цацраг нь тодорхой хэмжээний энерги агуулдаг. Дэлхийн гадаргуу дээр хүрч, тэд түүнд дулаан өгч, халаадаг. Ийнхүү нарны энерги нь дэлхийн гадаргуу дээр байгаа хөрс, биетүүдийн дотоод энерги болж хувирдаг. Дэлхийн гадаргуугаас халсан агаар хөдөлж эхэлдэг - салхи ингэж төрдөг. Агаарын массаар хангагдсан дотоод энергийг механик энерги болгон хувиргаж эхэлдэг.

Нарны энергийн зарим хэсгийг ургамлын навч шингээдэг. Химийн нарийн төвөгтэй урвалууд (фотосинтез) үүсч эхэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд органик нэгдлүүд үүсдэг, жишээлбэл. нарны энергийг химийн энерги болгон хувиргадаг.

Атомын дотоод энергийг янз бүрийн төрлийн энерги болгон хувиргах нь практикт ихэвчлэн ашиглагддаг. Эрчим хүчний хэмнэлтийн хууль нь шинжлэх ухаан, технологийн бүх салбарт янз бүрийн тооцооллын шинжлэх ухааны үндэс суурь юм. Дотоод энергийг бүрэн механик энерги болгон хувиргах боломжгүй гэдгийг ойлгох хэрэгтэй.

Түүхэнд асар олон төсөл бий" байнгын хөдөлгөөнт машин". Зарим тохиолдолд "зохион бүтээгчийн" алдаа нь тодорхой байсан бол зарим тохиолдолд эдгээр алдаа нь төхөөрөмжийн нарийн төвөгтэй дизайны ард нуугдаж байсан. "Мөнхийн хөдөлгөөнт машин" бүтээх гэсэн амжилтгүй оролдлого өнөөдөр ч үргэлжилсээр байна. Эрчим хүчийг хадгалах, хувиргах хууль нь энерги зарцуулахгүйгээр ажил хүлээн авахыг үгүйсгэдэг тул тэд бүгд бүтэлгүйтэх болно.

Танд асуух зүйл байна уу? Та гэрийн даалгавраа хэрхэн хийхээ мэдэхгүй байна уу?
Багшаас тусламж авахын тулд -.
Эхний хичээл үнэ төлбөргүй!

blog.site, материалыг бүрэн эсвэл хэсэгчлэн хуулбарласан тохиолдолд эх сурвалжийн холбоос шаардлагатай.

1. Механик үзэгдлийн хувьд, тодорхой нөхцөлд механик энерги хадгалагдах хууль биелдэг: хэрэв таталцлын болон уян хатан байдлын хүчнүүдтэй харилцан үйлчлэлцдэг бол биеийн системийн нийт механик энерги хадгалагдана. Хэрэв үрэлтийн хүч үйлчилдэг бол биеийн нийт механик энерги хадгалагдахгүй, түүний нэг хэсэг (эсвэл бүгд) нь дотоод энерги болж хувирдаг.

Биеийн (систем) төлөв байдал өөрчлөгдөхөд түүний дотоод энерги өөрчлөгддөг. Биеийн төлөв байдал, үүний дагуу түүний дотоод энергийг хоёр аргаар өөрчилж болно: дулаан дамжуулах явцад эсвэл бие махбодид гадны хүчээр ажил гүйцэтгэх замаар (жишээлбэл, үрэлтийн хүч).

2. Өмнөх догол мөрөнд байгаа асуудлыг шийдэхдээ ​\(Q_1 \) өгөгдсөн дулааны хэмжээг олж авсан. халуун ус, авсан дулааны \(Q_2 \) хэмжээтэй тэнцүү байна хүйтэн ус, өөрөөр хэлбэл: ​\(Q_1=Q_2 \) .

Бичсэн тэгш байдлыг гэж нэрлэдэг тэгшитгэл дулааны тэнцвэр . Энэ нь дулаан солилцооны явцад нэг биед хүлээн авсан дулааны хэмжээ болон нөгөө биетээс ялгарах дулааны хэмжээг тодорхойлдог. Энэ тохиолдолд дулаан солилцоонд хоёр бие биш, гурав ба түүнээс дээш бие оролцож болно. Жишээлбэл, халуун цайны аяганд халбагыг буулгавал шил, цай нь дулааны солилцоонд оролцдог (эрчим хүч өгдөг), халбага болон хүрээлэн буй агаар (эрчим хүч авдаг). Өмнө дурьдсанчлан, тодорхой асуудлуудад бид дулааны солилцооны явцад зарим биеэс хүлээн авсан эсвэл ялгаруулж буй дулааны хэмжээг үл тоомсорлож болно.

3. Дулааны балансын тэгшитгэл нь тодорхой хэмжигдэхүүнийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Ялангуяа бодисын дулааны хувийн багтаамжийн утгыг дулааны балансын тэгшитгэлээс тодорхойлно.

Даалгавар. 20 0С-ийн температурт 42 г жинтэй хөнгөн цагаан халбагаар 75 ° C-ийн температурт 92 г ус агуулсан шилэнд буулгахад 70 ° C температуртай бол хөнгөн цагааны хувийн дулааны багтаамжийг тодорхойлно уу. Агаарыг халаахад зарцуулагдах эрчим хүчний алдагдал, шилнээс ялгарах энергийг үл тоомсорлож болохгүй.

Даалгаврын дүн шинжилгээ. Дулаан солилцоонд хоёр бие оролцдог. халуун усмөн хөнгөн цагаан халбага. Ус нь ​ \ (Q_1 \) ​ дулааныг гаргаж, 75-аас 70 ° С хүртэл хөргөнө. Хөнгөн цагаан халбага нь дулааны хэмжээг хүлээн авдаг ​ \ (Q_2 \) ​ бөгөөд 20-70 ° C хүртэл халаана. Халуун усаар өгсөн дулааны ​\(Q_1 \) нь халбагаар хүлээн авсан дулааны ​\(Q_2 \) хэмжээтэй тэнцүү байна.

Асуудлыг шийдвэрлэх ерөнхий үзэл: дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл: ​\(Q_1=Q_2 \) ​; халуун усаар ялгарах дулааны хэмжээ: ​\(Q_1=c_1m_1(t_1-t) \) ​; хөнгөн цагаан халбагаар хүлээн авсан дулааны хэмжээ: \(Q_2=c_2m_2(t-t_2) \) . Үүнийг харгалзан дулааны тэнцвэрийн тэгшитгэл:​ \(c_1m_1(t_1-t)=c_2m_2(t-t_2) \). -аас: \(c_2=c_1m_1(t_1-t)/m_2(t-t_2) \)​.

4. Түлшний шаталтын явцад ялгарах энергийн улмаас биеийг халаах үед дулааны процесс дахь энерги хадгалагдах хууль биелдэг. Түлш нь байгалийн хий, мод, нүүрс, газрын тос юм. Үүнийг шатаах үед химийн исэлдэлтийн урвал явагдана - нүүрстөрөгчийн атомууд нь агаарт агуулагдах хүчилтөрөгчийн атомуудтай нэгдэж, нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн (нүүрстөрөгчийн давхар исэл) CO 2 молекул үүсдэг. Энэ нь энерги ялгаруулдаг.

Ижил масстай өөр өөр түлш шатаах үед өөр хэмжээдулаан. Жишээлбэл, байгалийн хий нь түлээ гэхээсээ илүү эрчим хүчний хэмнэлттэй түлш гэдгийг бүгд мэддэг. Энэ нь ижил хэмжээний дулааныг авахын тулд шатаах модны масс нь байгалийн хийн массаас хамаагүй их байх ёстой гэсэн үг юм. Тиймээс эрчим хүчний үүднээс авч үзвэл янз бүрийн төрлийн түлш нь хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог түлшний шаталтын хувийн дулаан.

Түлшний хувийн шаталтын дулаан гэдэг нь 1 кг жинтэй түлшийг бүрэн шатаах үед хэр их дулаан ялгардагийг харуулсан физик хэмжигдэхүүн юм.

Түлшний шаталтын хувийн дулааныг ​ \ (q \) үсгээр тэмдэглэсэн бөгөөд түүний нэгж нь 1 Дж / кг байна.

Түлшний тодорхой шаталтын дулааны утгыг туршилтаар тодорхойлно. Устөрөгч нь хамгийн өндөр хувийн шаталтын дулаантай, дарь нь хамгийн бага байдаг.

Жишээлбэл, газрын тосны тусгай шаталтын дулаан нь 4.4·10 7 Ж/кг байна. Энэ нь 1 кг тосыг бүрэн шатаахад 4.4 10 7 Ж дулаан ялгардаг гэсэн үг юм.

IN ерөнхий тохиолдол, хэрэв түлшний масс ​\(m \) ​ бол түүнийг бүрэн шатаах үед ялгарах дулааны хэмжээ ​\(Q \) нь түлшний шаталтын хувийн дулааны бүтээгдэхүүнтэй тэнцүү байна ​ \ ( q \) ​ ба түүний масс ​ \ (m \) :

5. Биеийн дотоод энерги ​\(U \) ​ дээр ажил хийж, түүнд тодорхой хэмжээний дулаан ​\(Q \) ​ өгснөөр өөрчлөгдсөн гэж бодъё. Энэ тохиолдолд дотоод энергийн өөрчлөлт ​\(U \) ​биед гүйцэтгэсэн ажлын ​\(A \) болон түүнд шилжүүлсэн дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна ​\(Q \) ​:

Бичсэн илэрхийлэл нь термодинамикийн анхны хууль 1 , энэ нь эрчим хүч хэмнэлтийн хуулийн ерөнхий ойлголт юм. Үүнийг дараах байдлаар томъёолсон: нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих үед системийн дотоод энергийн өөрчлөлт нь гадаад хүчний системд гүйцэтгэсэн ажлын нийлбэр ба системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

1 Термодинамик - дулааны үйл явцын судалгаа.

Ажлыг гадны хүчин биш, харин бие өөрөө хийдэг гэж бодъё. Энэ тохиолдолд түүний ажил нь ​\(A^(‘)=-A \) ​ ба ​\(Q=U+A^(‘) \) юм. Бие махбодид шилжсэн дулааны хэмжээ нь түүний дотоод энергийг өөрчлөх, биеийг гадны хүчний эсрэг ажиллуулахад зарцуулагддаг.

6. Түлшний дотоод энергийн улмаас механик ажил гүйцэтгэдэг төхөөрөмжийг дулааны хөдөлгүүр гэж нэрлэдэг.

Аливаа дулааны хөдөлгүүр нь халаагч, хөргөгч, ажлын шингэнээс бүрдэнэ (Зураг 72). Хийн буюу уурыг ажлын шингэн болгон ашигладаг, учир нь тэдгээр нь шахагдах өндөр чадвартай, хөдөлгүүрийн төрлөөс хамааран түлш (бензин, керосин), усны уур гэх мэт байж болно. Халаагч нь тодорхой хэмжээний дулааныг ажлын хэсэгт шилжүүлдэг. шингэн ​ \ ((Q_1) \) , түүний дотоод энерги нэмэгдэж, энэ дотоод энергийн улмаас механик ажил \((A) \) хийгдэж, дараа нь ажлын шингэн нь хөргөгчинд тодорхой хэмжээний дулааныг өгдөг \(( Q_2) \) ба анхны температур хүртэл хөргөнө. Тайлбарласан схем нь хөдөлгүүрийн ажиллагааны мөчлөгийг илэрхийлдэг бөгөөд ерөнхий шинж чанартай бөгөөд бодит хөдөлгүүрт янз бүрийн төхөөрөмж халаагч, хөргөгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Байгаль орчин нь хөргөгч болж чаддаг.

Хөдөлгүүрт ажлын шингэний энергийн хэсэг нь хөргөгчинд шилждэг тул халаагчаас хүлээн авсан бүх энерги нь ажилд ордоггүй нь тодорхой байна. Үүний дагуу коэффициент ашигтай үйлдэлхөдөлгүүр (үр ашиг) нь төгс ажлын ​ \ ((A) \) ​ ​ халаагуураас хүлээн авсан дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна ​ \ ((Q_1) \) ​:

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

Үр ашгийн коэффициентийг ихэвчлэн хувиар илэрхийлдэг.

7. Дотоод шаталтат хөдөлгүүр (ICE) нь карбюратор ба дизель гэсэн хоёр төрөлтэй. Карбюраторт хөдөлгүүрт ажлын хольцыг (түлшний агаартай хольц) хөдөлгүүрийн гадна талд тусгай төхөөрөмжид бэлтгэж, тэндээс хөдөлгүүрт ордог. Дизель хөдөлгүүрт түлш
хольцыг хөдөлгүүрт өөрөө бэлтгэдэг.

Дотоод шаталтат хөдөлгүүр (Зураг 73) нь поршений (5) хөдөлдөг цилиндр (1) -ээс бүрдэнэ; цилиндр нь хоёр хавхлагатай (2, 3), тэдгээрийн аль нэгээр нь шатамхай хольцыг цилиндрт оруулж, нөгөөгөөр нь яндангийн хий нь цилиндрээс гардаг. бүлүүрт механизмын тусламжтайгаар бүлүүр (6, 7) нь тахир голтой холбогдсон бөгөөд энэ нь эргэлтэнд ордог. урагшлах хөдөлгөөнбүлүүр. Цилиндр нь таглаатай (4) хаалттай байна.

Дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн мөчлөг нь дөрвөн мөчлөгийг агуулдаг: хэрэглээ, шахалт, цахилгаан цохилт, яндан. Оролтын үед поршений доош хөдөлж, цилиндр дэх даралт буурч, шатамхай хольц (карбюраторт хөдөлгүүрт) эсвэл агаар (дизель хөдөлгүүрт) хавхлагаар дамжин ордог. Энэ үед хавхлага хаалттай байна (Зураг 73 a). Шатамхай хольцын оролтын төгсгөлд хавхлага хаагдана.

Хоёрдахь цохилтын үед поршений дээш хөдөлж, хавхлагууд хаагдаж, ажлын хольц эсвэл агаар шахагдана (Зураг 73 b). Үүний зэрэгцээ хийн температур нэмэгддэг: карбюраторын хөдөлгүүр дэх шатамхай хольц нь 300-350 хэм хүртэл, дизель хөдөлгүүрт агаар 500-600 хэм хүртэл халдаг. Шахалтын цохилтын төгсгөлд карбюраторын хөдөлгүүрт оч үсэрч, шатамхай хольц нь гал авалцдаг. Дизель хөдөлгүүрт түлшийг цилиндрт шахаж, үүссэн хольц нь аяндаа гал авалцдаг.

Шатамхай хольцыг шатаах үед хий нь өргөжиж, поршений болон түүнтэй холбогдсон тахир голыг түлхэж, механик ажил гүйцэтгэдэг (Зураг 73 в). Энэ нь хий хөргөхөд хүргэдэг.

Поршен ирэхэд доод цэг, даралт буурах болно. Поршений дээш хөдлөхөд хавхлага нээгдэж, яндангийн хий ялгардаг (Зураг 73 d). Энэ мөчлөгийн төгсгөлд хавхлага хаагдана.

8. Уурын турбин нь тэнхлэгт суурилуулсан, ир нь бэхлэгдсэн диск юм. Уур нь ир рүү ордог. 600 ° C хүртэл халсан уур нь цорго руу чиглэж, дотор нь өргөсдөг.Уур өргөжих үед түүний дотоод энерги нь уурын тийрэлтэт хөдөлгүүрийн чиглэсэн хөдөлгөөний кинетик энерги болж хувирдаг. Цоргоноос уурын тийрэлтэт урсгал турбины ир рүү орж, түүний кинетик энергийн зарим хэсгийг тэдгээрт шилжүүлж, турбиныг эргүүлэхэд хүргэдэг. Турбинууд нь ихэвчлэн хэд хэдэн дисктэй байдаг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь уурын энергийн тодорхой хэсгийг хүлээн авдаг. Дискний эргэлт нь цахилгаан гүйдэл үүсгэгч холбогдсон босоо ам руу дамждаг.

1-р хэсэг

Түлшний шаталтын тодорхой дулааныг тодорхойлохын тулд үүнийг мэдэх шаардлагатай

1) түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах энерги, түүний хэмжээ, анхны температур
2) түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах энерги, түүний масс
3) түлшийг бүрэн шатаах үед ялгарах энерги, түүний нягт
4) бодисын хувийн дулаан багтаамж, түүний масс, эхний ба эцсийн температур

2. 1 кг ус 90 градусын температуртай саванд хийнэ. 30 0С-т авсан усны массыг 50 0С-ийн усны температурыг тогтоохын тулд саванд асгах ёстой вэ? Усан онгоц болон хүрээлэн буй агаарыг халаахад эрчим хүчний алдагдлыг үл тоомсорло.

1) 1 кг
2) 1.8 кг
3) 2 кг
4) 3 кг

3. 20 ° С-ийн температурт авсан усанд 100 ° C-ийн температурт 1 литр ус нэмнэ. Хольцын температур 40 ° C байна. Масс хэд вэ хүйтэн ус? Байгаль орчинтой дулаан солилцоог үл тоомсорлодог.

1) 1 кг
2) 2 кг
3) 3 кг
4) 4 кг

4. Зузаан ханатай хоолойд агаарыг хурдан шахдаг. Үүний зэрэгцээ агаарын дотоод энерги

1) өөрчлөгдөхгүй
2) нэмэгддэг
3) буурдаг
4) эхлээд өсдөг, дараа нь өөрчлөгддөггүй

5. Хий нь 300 Ж дулаан хүлээн авч 100 Ж ажилласан. Энэ тохиолдолд хийн дотоод энерги

1) 400 Ж-ээр нэмэгдсэн
2) 200 Ж-ээр нэмэгдсэн
3) 400 Ж-ээр буурсан
4) 200 Ж-ээр буурсан

6. Дотоод шаталтат хөдөлгүүрт

1) ажлын шингэний дотоод энерги нь механик энерги болж хувирдаг
2) бүлүүр нь түүнд шилжүүлсэн дулааны хэмжээгээр хөдөлдөг
3) поршений механик энерги нь ажлын шингэний дотоод энерги болж хувирдаг
4) механик ажил нь ажлын шингэний энерги, поршенд шилжсэн дулааны хэмжээ зэргээс шалтгаалан хийгддэг

7. дотоод шаталтат хөдөлгүүр хийдэг ашигтай ажилцагт

1) ажлын шингэнийг шахах
2) цилиндрээс яндангийн хий ялгаруулах
3) цилиндрт ажлын шингэний оролт
4) цилиндр дэх ажлын шингэний тэлэлт

8. Автомашины дотоод шаталтат хөдөлгүүрт ажиллах шингэн нь

1) агаар
2) бензин
3) агаар ба бензиний уураас бүрдэх шатамхай хольц
4) керосин

9. Дулааны машин нь 200 Ж циклийн турш халаагчаас тодорхой хэмжээний дулааныг хүлээн авч, дулааны хэмжээг 80 Ж хөргөгчинд шилжүүлдэг. Хөдөлгүүрийн үр ашиг ямар байх вэ?

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

10. Хөдөлгүүр нь халаагчаас 100 Ж дулааныг хүлээн авч, 200 Ж-ийн ашигтай ажил гүйцэтгэдэг. Ийм хөдөлгүүрийн үр ашиг нь юу вэ?

1) 200%
2) 50%
3) 20%
4) ийм хөдөлгүүр боломжгүй юм

11. Хоорондоо таарах физик хэмжигдэхүүнүүд SI дахь тэдгээрийн нэгжүүд. Зүүн баганын байрлал бүрийн хувьд зүүн баганын харгалзах байрлалыг сонгож, сонгосон тоонуудыг харгалзах үсгүүдийн доор бичнэ үү.

Физик хэмжигдэхүүн
A) дулааны хэмжээ
B) дулааны хувийн багтаамж
B) шаталтын хувийн дулаан

ҮНЭ ЦЭНГИЙН НЭГЖ
1) Ж/кг
2) Ж
3) J / кг ° C

12. Физик хэмжигдэхүүн ба тэдгээрийн хоорондын захидал харилцааг бий болгох боломжит өөрчлөлтүүд, дараах нөхцөл байдалд дүн шинжилгээ хийж: "Тогтмол даралттай үед тодорхой хэмжээний масстай хий хурдан тэлдэг. Энэ тохиолдолд хийн температур, түүний концентраци, дотоод энерги хэрхэн өөрчлөгдөх вэ? Хариулт дээрх тоонуудыг давтаж болно. Зүүн баганын байрлал бүрийн хувьд зүүн баганын харгалзах байрлалыг сонгож, сонгосон тоонуудыг харгалзах үсгүүдийн доор бичнэ.

Физик хэмжигдэхүүн
a) хийн температур
B) төвлөрөл
B) дотоод энерги

ҮНЭ ЦЭНГИЙН НЭГЖ
1) өөрчлөгдөхгүй
2) нэмэгддэг
3) буурдаг

13. 10 тонн жинтэй алхны цохилтын хэсэг нь 200 кг жинтэй ган хэсэг дээр чөлөөтэй унадаг. 32 удаа цохисны дараа алхны цохилтын хэсэг нь 20°С халсан бол ямар өндрөөс унах вэ? Халаалт нь алхны эрчим хүчний 25% -ийг зарцуулдаг.

Хариултууд


  • Шатахууны төрлүүд
  • Халаалт ба халаалт
  • Хоол хийх
  • Дулаан дамжуулалт ба энерги хадгалагдах хууль
  • Зэрлэг ан амьтдын энерги ба дулаан
  • Дулааны механизм ба хөдөлгүүрүүд

Төслийн аргын хичээл

  • Зорилтот:
  • сэдвийн талаар өмнө нь олж авсан мэдлэгээ системчлэх, нэгтгэх;
  • төслийн үйл ажиллагааны талаар ойлголт өгөх;
  • оюутнуудыг судалгааны ажилд сонирхох;
  • хөгжүүлэх логик сэтгэлгээерөнхий дүгнэлт хийх чадвар;
  • олж авсан мэдлэгээ практик болон өдөр тутмын амьдралдаа хэрэглэж сурах.

Төсөл №1

"Шатахуун"

Шатах нь дулаан ялгаруулдаг экзотермик урвал юм. түлшний төрлийг хатуу, шингэн, хий хэлбэрээр 3 бүлэгт хуваадаг . Олон төрлийн хатуу түлшнээс хамгийн том тоодулаан нь хүрэн Челябинскийн нүүрс ялгаруулж, 1 кг түлш тутамд 14300 кЖ, металл пуужингийн түлш:

магни 24 830 кЖ

хөнгөн цагаан 31 000 кЖ

бериллий 66 600 кЖ

-аас шингэний төрөл: керосин 1 кг шингэн түлш, дизель түлш - 42700 кЖ-д 43100 кЖ асна.

Хийн түлш нь 1 кг шатамхай түлш тутамд их хэмжээний эрчим хүч ялгаруулдаг гэдгээрээ онцлог юм. Гэхдээ хамгийн их олон тооныустөрөгчийг шатаах үед энерги ялгардаг - 119 700 кЖ.


Төсөл №2

"Халаалт ба халаалт"

1. Орон сууцны болон үйлдвэрлэлийн байрыг халаах ердийн арга юу вэ?

2. Та дотоод конвекцийг хэрхэн судлах вэ?

3. Дулаан дамжуулах өөр ямар аргууд байдаг вэ?


Төсөл №3 "Хоол хийх"

Төмсийг хэрхэн хурдан болгох вэ?

Төмсөө хурдан чанаж болгохын тулд хоол хийхээсээ өмнө төмс, устай хайруулын тавган дээр нэг хэсгийг хаях хэрэгтэй. цөцгийн тос. Халах үед энэ нь хайлж, усны гадаргууг нимгэн хальсаар бүрхэнэ. Энэхүү хамгаалалтын хальс нь усыг ууршуулахаас сэргийлнэ. Мөн ууршилтын процесс нь үргэлж шингэний температур, түүний хэмжээ буурах дагалддаг. Бид дараах нөхцөл байдалтай тулгараад байна: шингэний хагас нь буцалсан, гэхдээ төмс нь чанаж амжаагүй байгаа тул бид ус нэмээд цааш хоол хийх хэрэгтэй бөгөөд энэ нь нэмэлт цаг хугацаа шаарддаг.


Төсөл №4 "Дулаан дамжуулагч ба энерги хадгалагдах хууль

1. Сургуулийн энгийн тоног төхөөрөмж ашиглан туршилт хийхийг санал болго янз бүрийн төрөлдулаан дамжуулалт ба тэдгээрийг бүдүүвчээр тайлбарла.

2 . Температур өөрчлөгдөхөд бие нь температурыг өөрчилж чаддаг механик шинж чанар: урт, эзэлхүүн, нягтрал, уян хатан байдал, эмзэг байдал. Жишээ хэлнэ үү.


Төсөл №5 "Зэрлэг ан амьтдын энерги ба дулаан"

  • Зарим организмууд, ялангуяа амрах үе шатанд маш их оршин тогтнох чадвартай байдаг бага температур. Жишээлбэл, бичил биетний спорууд - 200 С хүртэл хөргөхийг тэсвэрлэдэг. Ямар ч байхгүй организмууд байдаг. тогтмол температур: мэлхий, загас, матар, могой, мөн тогтмол: чоно, баавгай. Биеийн температур нь температураас хамаардаг орчин. Хөргөх эсвэл хэт халалттай тэмцэх олон төхөөрөмж байдаг.

Төсөл №6 "Дулааны механизм ба хөдөлгүүрүүд"

Бидний амьдралд бид янз бүрийн хөдөлгүүртэй байнга уулздаг. Дулааны хөдөлгүүрийн ажиллагаа нь хэрэглээтэй холбоотой байдаг төрөл бүрийнэрчим хүч. Анхны уурын хөдөлгүүрүүдийн загвар нь дараагийн бүх дулааны хөдөлгүүрүүдийн үндсэн хэсгүүдтэй байсан: түлшний энерги ялгардаг халаагуур, ажлын шингэн болох усны уур, уурын энергийг механик ажилд хувиргадаг цилиндртэй бүлүүр. , түүнчлэн уурын температур, даралтыг бууруулахад шаардлагатай хөргөгч.

слайд 2

Хичээлийн зорилго:

Энэ сэдвээр өмнө нь олж авсан мэдлэгээ системчлэх, нэгтгэх. Хичээлийн зорилго: Оюутнуудыг судалгааны үйл ажиллагаанд сонирхох; - Логик сэтгэлгээ, ерөнхий ойлголтыг хөгжүүлэх; - Практик болон өдөр тутмын амьдралд олж авсан мэдлэгээ харьцуулж, өөрчилж сурах; - Нэгдэл, харилцан туслалцах, бүлгээр ажиллах чадварыг төлөвшүүлэх.

слайд 3

"Оросын газар нутаг өөрийн гэсэн Платон, хурдан ухаантай Ньютонуудыг төрүүлж чадна" M.V. Ломоносов.

слайд 4

Дулааны тухай түүхийг эхэлцгээе Бүгдийг санацгаая, одоо нэгтгэн дүгнэе

Эрчим хүч буцалгана. Тиймээс залхуурал нь ууршилт ажиглагдаж байна Тархи бид хайлуулахгүй, ядрахад нь сургадаг. Хичээл заахдаа бид хичээл зүтгэл, шинжлэх ухааны санааг үнэрээр нь хардаг! Бид ямар ч ажлыг даван туулж, найздаа үргэлж туслах болно. Бид шинжлэх ухааны түүхийг судалж, Ломоносовыг агуу гэж хүндэлж, Өндөр үр ашигтай хөдөлгүүр шиг ажилдаа өөрсдийгөө харуулдаг! Гэхдээ Дулаан гэх тэр эмэгтэйн амьдрал ямар хэцүү байх бол!

слайд 5

Дотоод энерги гэж юу вэ? Дотоод энергийг хэрхэн өөрчлөх вэ? Дулаан дамжуулалт нь дулааны хэмжээ гэх мэт ойлголттой шууд холбоотой. Дулааны хэмжээ хэд вэ?

слайд 6

Даалгавар:

Бидний судалсан дулааны процессыг томъёогоор тодорхойлъё. Одоо танд бөглөх ёстой хүснэгт хэлбэрээр даалгавар бүхий хуудсыг өгөх болно. Ажиллах хугацаа 3 минут. Үүний дараа та харилцан шалгалт хийж, хүн бүр таны хажууд сууж буй хүний ​​ажлыг үнэлэх болно.

Слайд 7

Та мэдсэн үү,

физикч Уолтер Нернст мөрөг үржүүлэх дуртай байсан гэж үү? Нэгэн өдөр хэн нэгэн бодолтойгоор: "Хачирхалтай сонголт. Тахиа үржүүлэх нь илүү сонирхолтой юм." Эрдэмтэн тайвнаар хариулав: "Би хүрээлэн буй орчинтой дулааны тэнцвэрт байдалд байгаа амьтдыг үржүүлдэг. Халуун цуст мал үржүүлнэ гэдэг таны мөнгөөр ​​дэлхийн орон зайг халаана гэсэн үг” гэсэн юм. Эрдэмтний хэлсэн үг зөв үү? Термодинамикийн хуулиуд энэ болон бусад асуултад хариулах болно.

Слайд 8

Блиц - санал асуулга:

Термодинамик гэж юу вэ? Термодинамикийн хуулиуд гэж нэрлэгддэг зарчмуудыг томъёолъё. Мөнхийн хөдөлгөөнт машин бүтээх боломжтой юу? Нэгэнт мөнхийн нэгийг бүтээх боломжгүй тул бодит амьдрал дээрх дулааны хөдөлгүүр гэж юу вэ? Аливаа дулааны хөдөлгүүрийн үндсэн хэсгүүд юу вэ? Дулааны хөдөлгүүрийн үндсэн төрлүүдийг нэрлэнэ үү.

Слайд 9

Тэр хүн их үрэлгэн

байгалиас өгч буй түлшний энергийг ашигладаг. Бид талархалгүй хүүхдүүд шиг олон сая жилийн турш бага багаар хуримтлагдсан өв хөрөнгөө үрэн таран хийдэг. Байгаль бол илүү ухаалаг. Тэр яаж шийдэх вэ эрчим хүчний асуудал? Та энэ асуултын хариултыг төслүүд дээрээ хариулах болно.

Слайд 10

Төслийн №1 “Түлшний төрөл”

1. Биднийг хүрээлж буй дулааны эх үүсвэрүүдийг авч үзье. Бойлерийн өрөөнд хийн зуух, гал түймэр, бензин шаталт, мазут, кокс зэргийг дулааны эх үүсвэр гэж үздэг. Шатах нь дулаан ялгаруулдаг экзотермик урвал юм. Усан цахилгаан станц, дулааны цахилгаан станцууд нь нийт цахилгаан эрчим хүчний 70 хүртэлх хувийг хангадаг тул дулааны эх үүсвэр бөгөөд эдгээр нь цахилгаан зуух, цахилгаан задгай зуух болон бусад цахилгаан халаагуур юм.

слайд 11

2. Түлшний төрөлд дүн шинжилгээ хийх,

Хуурай түлшний шаталтыг шинжилсний дараа лаа, ургамлын тос, эфирийн шаталт ба хүснэгт No1-ийг ашиглан түлшний төрлийг хатуу, шингэн, хий хэлбэрээр 3 бүлэгт хуваана. Олон төрлийн хатуу түлшний дотроос хамгийн их дулааныг Челябинскийн хүрэн нүүрс, 1 кг түлш тутамд 14300 кЖ, металл пуужингийн түлш: магни 24830 кЖ хөнгөн цагаан 31000 кДж бериллий 66600 кЖ ялгаруулдаг. Шингэн төрлөөс: керосин 1 кг шингэн түлш тутамд 43100 кЖ, дизель түлш - 42700 кЖ асаана. Хийн түлш нь 1 кг шатамхай түлш тутамд их хэмжээний эрчим хүч ялгаруулдаг гэдгээрээ онцлог юм. Гэхдээ устөрөгчийг шатаах үед хамгийн их энерги ялгардаг - 119,700 кЖ.

слайд 12

20 модон бамбар, термометр, жин бүхий жин.

Тэдгээрийг ашиглан шаталтын тухай асуудал үүсгэ. 10м-ээс 15м-ээс 5м-ийн хэмжээтэй том агуйд 800 гр жинтэй 20 ширхэг модон бамбар шатаавал агаарын температур хэдэн хувиар өсөх вэ? Анхны температур 14 орчим агаар уу?

слайд 13

Төсөл No2 “Халаалт, халаалт”

1. Орон сууцны болон үйлдвэрлэлийн байрыг халаах ердийн арга юу вэ? Та дотоод конвекцийг хэрхэн судлах вэ? Дулаан дамжуулах өөр ямар аргууд байдаг вэ?

Слайд 14

2. Багаж хэрэгслээр нотлох,

гал дээр зогсож буй шингэнийг халаах нь конвектив хэлбэрээр явагддаг. Устай колбыг спиртийн чийдэн дээр халааж, ёроолд нь хуванцараар бэхэлсэн манганы талстууд байдаг. 3. Таны мэддэг дулаан дамжуулах аргуудыг ашиглан объектын халалтыг тооцсон бодлого зохио. 1. In өмнөх туршлага 10 грамм архи шатсан. Хүлээн авсан дулааны 30 хувийг халаалтад зарцуулсан. Нэг литр усны температур хэдэн хувиар нэмэгдсэн бэ? 2. Халаалтын зуухны усны температур 90?С байна. Усны анхны температур 10 хэм байна. Уурын зуух нь 5м3 ус агуулдаг. Хэрэв алдагдал 15% байвал ийм бойлерыг халаах, температурыг хадгалахад хэр их түлш зарцуулдаг вэ? Халаалт нэг удаа тохиолддог гэж үзье.

слайд 15

Төсөл №3 "Хоол хийх"

1. Юу дулааны аргуудхоол хийх, чи мэдэх үү? Тухайн тохиолдол бүрт дулааны энергийн эх үүсвэр, бүтээгдэхүүнд дулаан дамжуулах аргыг зааж өгнө. Утаа, гал, уур, зуух, гал дээр. 2. Бидний ихэнх хоолыг буцалж буй усанд хийдэг. Төмсийг хэрхэн хурдан болгох вэ? Төмсөө хурдан чанаж болгохын тулд хоол хийхээсээ өмнө төмс, устай саванд нэг хэсэг цөцгийн тос асгах хэрэгтэй. Халах үед энэ нь хайлж, усны гадаргууг нимгэн хальсаар бүрхэнэ. Энэхүү хамгаалалтын хальс нь усыг ууршуулахаас сэргийлнэ. Мөн ууршилтын процесс нь үргэлж шингэний температур, түүний хэмжээ буурах дагалддаг.

слайд 16

3. Санал болгох

эсвэл ном зохиолоос хоол хийх талаар ямар нэг сайжруулалт хайж үзээрэй. Цахилгаан зуухны шатаагчийг халаах элементүүдээс цагираг хэлбэрээр хийж болно. Зөвхөн хайруулын тавагны ёроолд тохирсон цагиргууд нь цахилгаан хэлхээнд багтах болно. 4. Хоол хийх үйл явцыг дурьдсан асуудал гарга. Жуулчид булгийн усыг нэг хувин буцалгахын тулд хэдэн хус түлээ цуглуулах шаардлагатай вэ? Хаврын улиралд усны температур 9 хэм байна. Дулааны алдагдал байхгүй гэж үзье.

Слайд 17

Төсөл №4 “Дулаан дамжуулалт ба эрчим хүч хадгалагдах хууль”

1. Дулаан дамжуулалтын янз бүрийн хэлбэрийг харуулахын тулд сургуулийн энгийн тоног төхөөрөмжтэй туршилт хийхийг санал болгож, тэдгээрийг схемээр тайлбарлах. Буцалж буй ус цаасан хайрцаг, термометрийг дулааны эх үүсвэрээс хол зайд халаах (чийдэн, хавтанцар, саваа халсан дөлөөс товчлуурыг хальслах).

Слайд 18

2. Температур өөрчлөгдөхөд бие нь механик шинж чанараа өөрчилж болно: урт, эзэлхүүн, нягтрал, уян хатан чанар, хэврэг байдал. Жишээ хэлнэ үү. Туршилт: зоосыг үрэлтээр халаах, металл зүүг дөлөөр халаах (зүүний нэг үзүүр нь гал дээр байрладаг эсвэл түүнд хүрэх), шингэнтэй колбонд агаар халаах (хоолойд шингэний багана хөдөлдөг). 3. Хэрэв танд хүйтэн устай калориметр, термометр, жин бүхий жинлүүр, хүснэгтүүд байгаа бол дөлөөр халсан объектын температурыг хэрхэн тодорхойлох вэ?

Слайд 19

Төсөл №5 “Зэрлэг ан амьтдын энерги ба дулаан”

1. Бүх дулааны үйл явцын дагаж мөрддөг гол хууль бол энерги хадгалагдах хууль юм. Бүх амьд организмууд амьдралын явцад (хөдөлгөөн, хоол хүнс, ан агнуур) маш их энерги зарцуулдаг. Тэд эрчим хүчийг хаанаас авдаг вэ?

Слайд 20

авч үзэж байна

эсийн доторх химийн урвал. Эдгээр урвалын бүх цувралыг дотоод амьсгал (эд, эсийн) гэж нэрлэдэг. Энэ нь аэробик ба агааргүй гэж хуваагддаг. Эхнийх нь хүчилтөрөгчийн оролцоотойгоор тодорхой бодисын задралтай холбоотой бөгөөд их хэмжээний энерги ялгардаг, хоёр дахь нь глюкозыг хүчилтөрөгчгүй хувиргахтай холбоотой юм. Амьд амьтдын амьсгалыг заримдаа удаан шатаах гэж нэрлэдэг.

слайд 21

Төсөл №6 “Дулааны механизм ба хөдөлгүүр”

1. Ажилдаа дулааны энергийг ашигладаг механизмын жишээг өг. Тухайн тохиолдол бүрт эрчим хүчний эх үүсвэр, түүнийг хувиргах арга замыг зааж өгнө үү. Бидний амьдралд бид янз бүрийн хөдөлгүүртэй байнга уулздаг. Тэд машин, онгоц, трактор, хөлөг онгоц, төмөр зам, пуужин хөдөлдөг. Дулааны хөдөлгүүрийн ажиллагаа нь янз бүрийн төрлийн эрчим хүчний хэрэглээтэй холбоотой байдаг. Анхны уурын хөдөлгүүрүүдийн загвар нь дараагийн бүх дулааны хөдөлгүүрүүдийн үндсэн хэсгүүдтэй байсан: түлшний энерги ялгардаг халаагуур, ажлын шингэн болох усны уур, уурын энергийг механик ажилд хувиргадаг цилиндртэй бүлүүр. , түүнчлэн уурын температур, даралтыг бууруулахад шаардлагатай хөргөгч.

слайд 22

2. Уурын хөдөлгүүрийн хамгийн энгийн бүтцийг тайлбарла.

Уурын хөдөлгүүрийн хамгийн энгийн бүтцийг МЭӨ 2-р зуунд Александрийн Херон бүтээжээ. МЭӨ. Энэ нь бариултай, усаар дүүргэсэн савыг байрлуулсан тавиураас бүрдсэн байв. Усанд байрлуулсан төхөөрөмж нь колботой төстэй байв. Хоолойг дөрвөн тал дээр байрлуулсан. Түлээ шатаж байх үед ус буцалж, дээд хоолойноос уур гарч ирэв. Энэ бол хамгийн эртний уурын хөдөлгүүр байв.

слайд 23

3. Туршлагаараа харуулах

сургуулийн лабораторийн тоног төхөөрөмжийг ашиглан дулааны энергийг хувиргах ажлыг хэрхэн хийх вэ. Усыг туршилтын хоолойд хийж, буцалгаж, архины шаталтын дулааны хэмжээг авдаг. Мөн уур нь туршилтын хоолойноос үйсэн бөглөө тогшдог. Эрчим хүчийг хувиргасны дараа ажил ийм байдлаар хийгддэг. 4. Аливаа дулааны төхөөрөмжийн ажиллагааг ашигладаг асуудлыг санал болгох.

слайд 24

Хүрээлэн буй орчны дулааны энергийн нөлөөгөөр ажилладаг аливаа төхөөрөмжийн талаар бидэнд хэлээрэй.

Өнөөдөр мэдэгдэж байгаа эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн нэг нь ч ирээдүйд хүний ​​өсөн нэмэгдэж буй хэрэгцээг бүрэн хангаж чадахгүй. Үүний тулд илүү их анхаарал хандуулах хэрэгтэй өөр эх сурвалжуудэсвэл хүрээлэн буй орчны энерги дээр ажилладаг эх үүсвэрүүд. Жишээлбэл, эргэдэг "нарны батарей" аль хэдийн байдаг нарны эрчим хүч in цахилгаанфотоэлел ашиглах. Далайн түрлэг, салхины хүч, гейзерийн хүчийг ашиглах олон төслийг бий болгосон. Халуун орны далайн усны гадаргын давхаргын температурын зөрүү болон их гүн дэх усны температурыг ашиглах төслүүд бас бий.

Слайд 25

Та бүхний ажил үйлсэд амжилт хүсье. Амжилт хүсье, хичээлд баярлалаа.

Голубева Е.С. Хөгжилтэй байгалийн шинжлэх ухаан. Уйтгартай сурах бичиг. - Санкт-Петербург: "Тритон", 2007. Ковалева С.Я. Дулааны процесс дахь энергийг хадгалах хууль // "9-р сарын 1-ний" хэвлэлийн газрын долоо хоног тутмын сонин, 2012 оны 9-р сарын 1-7, Ланина. БАС БИ. Зуун физикийн тоглоом. - М.:, “Гэгээрэл”, 2005. Перелман Я.И. Хөгжилтэй физик. - М.:, "Наука", 2001. Увицкая Е.С. Хэрэглээ биологийн материалфизикийн хичээл дээр. // "Есдүгээр сарын нэгэн" хэвлэлийн газрын долоо хоног тутмын сонин, 2012 оны 8-р сарын 16-22, №31.

Бүх слайдыг үзэх