Медицина сьогодні 

Лекція закон збереження енергії у теплових процесах. дерев'яні лучини, термометр, ваги з різновагами. Історія вивчення перетворення механічної та теплової енергії

Трохи раніше ми вже розглядали деякі явища перетворення енергії у механічних процесах.Освіжимо наші знання. Підкидаючи в небо якийсь предмет (камінь чи м'яч), ми повідомляємо йому енергію руху, або іншими словами кінетичну енергію. Піднявшись до рівня висоти, рух предмета уповільнюється, після чого відбувається падіння. У момент зупинки, (коли рух предмета припинився у верхній точці) вся кінетична енергія перетворюється на потенційну енергію.

Під час подібних перетворень сума кінетичної та потенційної енергії залишається незмінною. Якщо прийняти, що потенційна енергія біля поверхні Землі дорівнює нулю, сума кінетичної енергії, разом з потенційною енергією тіла на будь-якій висоті під час підйому або падіння буде дорівнює: E = E k + E n

Робимо висновок: загальна сума потенційної та кінетичної енергії тіла залишається незмінною, якщо діють лише сили пружності та тяжіння, а сила тертя відсутня. Це і є закон збереження механічної енергії

Коли ми проводили експеримент із падінням свинцевої кулі на плиту, ми спостерігали, як механічна енергіяперетворювалася на внутрішню енергію. Таким чином, такі види енергії як механічна та внутрішня можуть переходити з одного тіла в інше.

Подібний висновок відноситься до всіх теплових процесів. Під час теплопередачі, наприклад, тіло, яке нагріте сильніше, віддає енергію, тоді як менш нагріте тіло її тільки отримує.

Під час процесу переробки двигуном палива, внутрішня енергіяпалива перетворюється на механічну енергію руху. Коли енергія переходить з одного тіла на інше, або коли один вид енергії перетворюється на інший, енергія завжди зберігається.

Вивчення явищ, які відносяться до перетворень одного виду енергії на абсолютно інший, призвело до відкриття одного з головних законів природи – закону збереження та перетворення енергії.

У будь-якому природному явищі енергія не може виникнути або зникнути просто так. Вона просто переходить з одного виду до іншого, при цьому її значення завжди зберігається.

Коли вчені досліджували різні природні явища, вони завжди спиралися на цей закон. Тепер ми можемо зробити важливий висновок: енергія не може виникнути у тіла, якщо воно не одержало її від якогось іншого тіла.Наведемо кілька прикладів для кращого з'ясування матеріалу.

Промені Сонця містять у собі певний запас енергії. Стосовно поверхні Землі вони віддають їй тепло, нагрівають її. Таким чином, сонячна енергія перетворюється на внутрішню енергію ґрунту та тіл, що знаходяться на поверхні землі. Повітря, яке нагрілося від поверхні землі, починає рухатися – так народжується вітер. Починається перетворення внутрішньої енергії, якої наділені повітряні маси, на механічну енергію.

Деяка частина сонячної енергії поглинається листям рослин. Починають відбуватися складні хімічні реакції (фотосинтез) у яких утворюються органічні сполуки, тобто. сонячна енергія перетворюється на хімічну енергію.

Перехід внутрішньоатомної енергії різні види енергії часто використовується практично. Закон збереження енергії є науковою основою для різноманітних розрахунків у всіх галузях науки і техніки. Необхідно розуміти, що внутрішню енергію неможливо повністю перетворити на механічну.

Історія налічує величезну кількість проектів. вічного двигуна». У деяких випадках помилки «винахідника» були очевидними, в інших ці помилки були заховані за складною конструкцією приладу. Невдалі спроби створення "вічного двигуна" продовжуються і сьогодні. Всі вони приречені на невдачу, тому що закон збереження та перетворення енергії заперечує отримання роботи без витрати енергії.

Залишились питання? Не знаєте як зробити домашнє завдання?
Щоб отримати допомогу репетитора – .
Перший урок – безкоштовно!

blog.сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

1. Для механічних явищ за певних умов виконується закон збереження механічної енергії: повна механічна енергія системи тіл зберігається, якщо вони взаємодіють силами тяжіння чи пружності. Якщо діють сили тертя, то повна механічна енергія тіл не зберігається, частина її (чи вся) перетворюється на їхню внутрішню енергію.

За зміни стану тіла (системи) змінюється його внутрішня енергія. Стан тіла та відповідно його внутрішню енергію можна змінити двома способами: у процесі теплопередачі або шляхом здійснення зовнішніми силами роботи над тілом (робота, наприклад, сили тертя).

2. При розв'язанні задачі в попередньому параграфі отримано, що кількість теплоти (Q_1 \) віддана гарячою водоюдорівнює кількості теплоти \(Q_2 \) , отриманій холодною водою, тобто: (Q_1 = Q_2 \).

Записана рівність називається рівнянням теплового балансу . Воно пов'язує кількість теплоти, отримане одним тілом, та кількість теплоти, віддане іншим тілом під час теплообміну. При цьому в теплообміні можуть брати участь не два тіла, а три та більше. Наприклад, якщо в склянку з гарячим чаєм опустити ложку, то в теплообміні братимуть участь склянка і чай (віддають енергію), і ложка та навколишнє повітря (отримують енергію). Як уже зазначалося, у конкретних завданнях ми можемо знехтувати кількістю теплоти, яку отримують або віддають деякі тіла при теплообміні.

3. Рівняння теплового балансу дозволяє визначити ті чи інші величини. Зокрема значення питомої теплоємності речовин визначають з рівняння теплового балансу.

Завдання. Визначте питому теплоємність алюмінію, якщо при опусканні в склянку, що містить 92 г води за 75 °С, алюмінієвої ложки масою 42 г при температурі 20 °С у склянці встановилася температура 70 °С. Втратами енергії на нагрівання повітря, а також енергією, що віддається склянкою, знехтувати.

Аналіз завдання. У теплообміні беруть участь два тіла: гаряча водата алюмінієва ложка. Вода віддає кількість теплоти (Q_1) і остигає від 75 до 70 °С. Алюмінієва ложка отримує кількість теплоти (Q_2) і нагрівається від 20 до 70 °С. Кількість теплоти (Q_1), віддане гарячою водою, дорівнює кількості теплоти (Q_2), отриманому ложкою.

Розв'язання задачі в загальному вигляді: рівняння теплового балансу: \ (Q_1 = Q_2 \); кількість теплоти, віддане гарячою водою: \ (Q_1 = c_1m_1 (t_1-t) \); кількість теплоти, отримане алюмінієвою ложкою: \(Q_2=c_2m_2(t-t_2)\). З урахуванням цього рівняння теплового балансу: \(c_1m_1(t_1-t)=c_2m_2(t-t_2) \). Звідки: \(c_2=c_1m_1(t_1-t)/m_2(t-t_2)\)​.

4. Закон збереження енергії в теплових процесах виконується при нагріванні тіл рахунок енергії, що виділяється при згорянні палива. Паливо – це природний газ, дрова, вугілля, нафта. При його згорянні відбувається хімічна реакція окислення - атоми вуглецю з'єднуються з атомами кисню, що у повітрі, і утворюється молекула оксиду вуглецю (вуглекислого газу) З 2 . У цьому виділяється енергія.

При згорянні різного палива однакової маси виділяється різна кількістьтеплоти. Наприклад, добре відомо, що природний газ є енергетично вигіднішим паливом, ніж дрова. Це означає, що для отримання однієї і тієї ж кількості теплоти, маса дров, які потрібно спалити, повинна бути істотно більшою за масу природного газу. Отже, різні види палива з енергетичної точки зору характеризуються величиною питомою теплотою згоряння палива.

Питома теплота згоряння палива - фізична величина, що показує, скільки теплоти виділяється при повному згорянні палива масою 1 кг.

Питома теплота згоряння палива позначається буквою (q), її одиницею є 1 Дж/кг.

Значення питомої теплоти згоряння палива визначають експериментально. Найбільшу питому теплоту згоряння має водень, найменшу – порох.

Питома теплота згоряння, наприклад, нафти - 4,4 10 7 Дж/кг. Це означає, що з повному згорянні 1 кг нафти виділяється кількість теплоти 4,4·10 7 Дж.

В загальному випадку, якщо маса палива дорівнює \(m \) , то кількість теплоти \ (Q \) , що виділяється при його повному згорянні, дорівнює добутку теплоти згоряння палива \ (q \) на його масу \ (m \) :

5. Припустимо, що внутрішню енергію тіла \(U \) змінили, здійснивши над ним роботу \(A \) і повідомивши йому деяку кількість теплоти \(Q \) . У цьому випадку зміна внутрішньої енергії \(U \) дорівнює сумі роботи \(A \) , скоєної над тілом, і переданої йому кількості теплоти \(Q \) :

‚Записаний вираз є перший закон термодинаміки 1, який є узагальненням закону збереження енергії. Він формулюється наступним чином: зміна внутрішньої енергії системи при переході з одного стану в інший дорівнює сумі роботи, скоєної над системою зовнішніми силами, та кількості теплоти, переданої системі .

1 Термодинаміка – вчення про теплові процеси.

Припустимо, що роботу виконують не зовнішні сили, а саме тіло. Його робота в цьому випадку \(A^(')=-A \) і \(Q=U+A^(') \). Кількість теплоти, передане тілу, йде зміну його внутрішньої енергії і роботу тіла проти зовнішніх сил.

6. Пристрої, які здійснюють механічну роботу рахунок внутрішньої енергії палива, називаються тепловими двигунами.

Будь-який тепловий двигун складається з нагрівача, холодильника та робочого тіла (рис. 72). В якості робочого тіла використовуються газ або пара, оскільки вони добре стискуються, і в залежності від типу двигуна може бути паливо (бензин, гас), водяна пара та ін. Нагрівач передає робочому тілу деяку кількість теплоти. , та його внутрішня енергія збільшується, за рахунок цієї внутрішньої енергії відбувається механічна робота \((A) \) , потім робоче тіло віддає деяку кількість теплоти холодильнику \((Q_2) \) і охолоджується при цьому до початкової температури. Описана схема представляє цикл роботи двигуна і є загальною, у реальних двигунах роль нагрівача та холодильника можуть виконувати різні пристрої. Холодильником може бути довкілля.

Оскільки в двигуні частина енергії робочого тіла передається холодильнику, то зрозуміло, що не вся отримана від нагрівача енергія йде на виконання роботи. Відповідно, коефіцієнт корисної діїдвигуна (ККД) дорівнює відношенню досконалої роботи \((A) \) до кількості теплоти, отриманої ним від нагрівача \((Q_1) \) :

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

Коефіцієнт корисної дії зазвичай виражають у відсотках.

7. Існує два типи двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ): карбюраторний та дизельний. У карбюраторному двигуні робоча суміш (суміш палива з повітрям) готується поза двигуном у спеціальному пристрої і з нього надходить у двигун. У дизельному двигуні горюча
суміш готується у самому двигуні.

ДВЗ (рис. 73) складається з циліндра (1), в якому переміщається поршень (5); в циліндрі є два клапани (2, 3), через один з яких горюча суміш впускається в циліндр, а через інший гази, що відпрацювали, випускаються з циліндра. Поршень за допомогою кривошипно-шатунного механізму (6, 7) з'єднується з колінчастим валом, який приходить у обертання при поступальному русіпоршня. Циліндр закритий кришкою (4).

Цикл роботи ДВЗ включає чотири такти: впуск, стиснення, робочий хід, випуск. Під час впуску поршень рухається вниз, тиск в циліндрі зменшується, і в нього через клапан надходить горюча суміш (карбюраторному двигуні) або повітря (дизельному двигуні). Клапан тим часом закритий (рис. 73 а). Наприкінці впуску горючої суміші закривається клапан.

Під час другого такту поршень рухається вгору, клапани закриті і робоча суміш або повітря стискаються (рис. 73 б). При цьому температура газу підвищується: горюча суміш у карбюраторному двигуні нагрівається до 300-350 °С, а повітря у дизельному двигуні - до 500-600 °С. В кінці такту стиснення в карбюраторному двигуні проскакує іскра, і горюча суміш спалахує. У дизельному двигуні в циліндр впорскується паливо, і суміш, що утворилася, самозаймається.

При згорянні горючої суміші газ розширюється і штовхає поршень і з'єднаний з ним колінчастий вал, роблячи механічну роботу (рис. 73). Це призводить до того, що газ охолоджується.

Коли поршень прийде в нижню точку, тиск у ньому зменшиться. При русі поршня вгору відкривається клапан, і відбувається випуск газу, що відпрацював (рис. 73 г). Наприкінці цього такту клапан закривається.

8. Парова турбіна є насадженим на вал диском, на якому укріплені лопаті. На лопаті надходить пара. Пара, нагріта до 600 °С, прямує в сопло і в ньому розширюється, При розширенні пари відбувається перетворення її внутрішньої енергії в кінетичну енергію спрямованого руху струменя пари. Струмінь пари надходить із сопла на лопаті турбіни і передає їм частину своєї кінетичної енергії, приводячи турбіну в обертання. Зазвичай турбіни мають кілька дисків, кожному з яких передається частина енергії пари. Обертання диска передається валу, з яким з'єднано генератор електричного струму.

Частина 1

Для визначення питомої теплоти згоряння палива необхідно знати

1) енергію, що виділилася при повному згорянні палива, його об'єм та початкову температуру
2) енергію, що виділилася при повному згорянні палива, та його масу
3) енергію, що виділилася при повному згорянні палива, та його щільність
4) питому теплоємність речовини, її масу, початкову та кінцеву температури

2. У посудину налили 1 кг води за температури 90 °С. Чому дорівнює маса води, взятої за 30 °С, яку потрібно налити в посудину, щоб у ній встановилася температура води, яка дорівнює 50 °С? Втратами енергії на нагрівання судини та навколишнього повітря знехтувати.

1) 1 кг
2) 1,8 кг
3) 2 кг
4) 3 кг

3. У воду, взяту за температури 20 °С, додали 1 л води при температурі 100 °С. Температура суміші дорівнювала 40 °С. Чому дорівнює маса холодної води? Теплообмін з навколишнім середовищем знехтувати.

1) 1 кг
2) 2 кг
3) 3 кг
4) 4 кг

4. У товстостінній трубці швидко стискають повітря. При цьому внутрішня енергія повітря

1) не змінюється
2) збільшується
3) зменшується
4) спочатку збільшується, потім не змінюється

5. Газ отримав кількість теплоти 300 Дж і здійснив роботу 100 Дж. Внутрішня енергія газу при цьому

1) збільшилася на 400 Дж
2) збільшилася на 200 Дж
3) зменшилася на 400 Дж
4) зменшилася на 200 Дж

6. У двигуні внутрішнього згоряння

1) внутрішня енергія робочого тіла перетворюється на механічну енергію
2) поршень переміщається рахунок переданої йому кількості теплоти
3) механічна енергія поршня перетворюється на внутрішню енергію робочого тіла
4) механічна робота здійснюється за рахунок енергії робочого тіла та переданого поршню кількості теплоти

7. Двигун внутрішнього згоряння здійснює корисну роботупри

1) стиску робочого тіла
2) випуск відпрацьованого газу з циліндра
3) впуску робочого тіла в циліндр
4) розширення робочого тіла в циліндрі

8. Робочим тілом в автомобільному двигуні внутрішнього згоряння є

1) повітря
2) бензин
3) горюча суміш, що складається з повітря та парів бензину
4) гас

9. Тепловий двигун отримує за цикл роботи від нагрівача кількість теплоти 200 Дж і передає холодильнику кількість теплоти 80 Дж. Чому дорівнює ККД двигуна?

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

10. Двигун отримує від нагрівача кількість теплоти 100 Дж і здійснює корисну роботу 200 Дж. Чому дорівнює ККД такого двигуна?

1) 200%
2) 50%
3) 20%
4) такий двигун неможливий

11. Встановіть відповідність між фізичними величинамита їх одиницями у СІ. До кожної позиції лівого стовпця підберіть відповідну позицію лівого стовпця та запишіть вибрані цифри під відповідними літерами

ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА
A) кількість теплоти
Б) питома теплоємність
B) питома теплота згоряння

ОДИНИЦЯ ВЕЛИЧИНИ
1) Дж/кг
2) Дж
3) Дж/кг °С

12. Встановіть відповідність між фізичними величинами та їх можливими змінами, аналізуючи таку ситуацію: «При постійному тиску газ деякої маси швидко розширюється. Як при цьому змінюються температура газу, його концентрація та внутрішня енергія?» Цифри у відповіді можу повторюватися. До кожної позиції лівого стовпця підберіть відповідну позицію лівого стовпця та запишіть вибрані цифри під відповідними літерами.

ФІЗИЧНА ВЕЛИЧИНА
A) температура газу
Б) концентрація
B) внутрішня енергія

ОДИНИЦЯ ВЕЛИЧИНИ
1) не змінюється
2) збільшується
3) зменшується

13. Ударна частина молота масою 10 т вільно падає на сталеву деталь масою 200 кг. З якої висоти падає ударна частина молота, якщо після 32 ударів деталь нагрілася на 20 °С? На нагрівання витрачається 25% енергії молота.

Відповіді


  • Види палива
  • Опалення та обігрів
  • Приготування їжі
  • Теплопередачі та закон збереження енергії
  • Енергія та теплота у живій природі
  • Теплові механізми та двигуни

Урок за методом проекту

  • Ціль:
  • систематизувати та узагальнити ранні отримані знання на тему;
  • дати уявлення про проектну діяльність;
  • зацікавити учнів дослідницької діяльності;
  • розвивати логічне мисленнята вміння узагальнювати;
  • навчитися застосовувати отримані знання на практиці та у побуті.

Проект №1

Види палива

Горіння – це екзотермічна реакція, що йде із тепла. види палива на 3 групи: тверде, рідке, газоподібне . Виявляється, з багатьох видів твердого палива, найбільша кількістьтепла виділяє буре челябінське вугілля, 14300 кДж на 1 кг палива, та металеве ракетне пальне:

магній 24 830 кДж

алюміній 31 000 кДж

берилій 66 600 кДж

З рідких видів: гас освітить 43100 кДж на 1 кг рідкого палива та дизельне паливо - 42700 кДж.

Газоподібне паливо відрізняється виділенням великої кількості енергії на 1 кг пального. Але саме велика кількістьенергії виділяється при згорянні водню - 119 700 кДж.


Проект №2

«Опалення та обігрів»

1. Яким способом зазвичай здійснюється обігрів житлових і промислових приміщень?

2. Як можна досліджувати конвекцію у приміщенні?

3. Які ще існують способи теплопередачі?


Проект №3 "Приготування їжі"

Як змусити картоплю зваритися швидше?

Щоб ваша картопля зварилася швидше, треба перед варінням кинути в каструлю з картоплею та водою шматочок вершкового масла. Нагріваясь, воно розтопиться і покриє поверхню води тонкою плівкою. Ця захисна плівка перешкоджатиме процесу випаровування води. А процес випаровування завжди супроводжується зменшенням температури рідини та її кількості. Зіштовхуємося з такою ситуацією: половина рідини википіла, а картопля ще не зварилася, доводиться доливати воду і варити далі, а на це потрібен зайвий час.


Проект № 4 «Теплопередача та закон збереження енергії»

1. Запропонуйте досліди з простим шкільним обладнанням для демонстрації різних видівтеплопередачі та поясніть їх схематично.

2 . При зміні температури тіло може змінювати свої механічні властивості: довжину, об'єм, щільність, пружність, крихкість. Наведіть приклади.


Проект № 5 «Енергія та теплота у живій природі»

  • Деякі організми, особливо на стадії спокою, здатні існувати при дуже низьких температурах. Наприклад, суперечки мікроорганізмів витримують охолодження до - 200 С. Розрізняють організми з не постійною температурою: жаби, риби, крокодили, змії та з постійною: вовки, ведмеді. Температура тіла залежить від температури довкілля. Існує багато пристроїв для боротьби з охолодженням або перегрівом.

Проект №6 «Теплові механізми та двигуни»

У своєму житті ми постійно зустрічаємось із різноманітними двигунами. Робота теплових машин пов'язана із споживанням різних видівенергії. Конструкція перших парових машин мала основні частини всіх наступних теплових машин: нагрівач, в якому звільнялася енергія палива, водяна пара як робоче тіло і поршень з циліндром, що перетворює енергію пари на механічну роботу, а також охолоджувач, необхідний зниження температури і тиску пари.

Слайд 2

Мета уроку:

Систематизація та узагальнення раніше отриманих знань на цю тему. Завдання уроку: Зацікавити учнів дослідницької діяльності; - розвивати логічне мислення та вміння узагальнювати; - навчитися зіставляти та змінювати отримані знання на практиці та у побуті; - Виховувати почуття колективізму, взаємодопомоги, уміння працювати у групах.

Слайд 3

"Може своїм Платоном І швидким розумом Невтонів Російська земля народжувати" М.В. Ломоносів.

Слайд 4

Про теплоту почнемо оповідання Все пригадаємо, узагальним зараз

Енергія робота до кипіння. Щоб ліні спостерігалося випаровування Мозки не доведемо ми до плавлення, Їх тренуємо до знемоги. У вченні виявляємо ми старання, Ідей наукових бачачи нюх! Завдання ми будь-яку переможемо, І другові допомогти завжди зуміємо. Історію науки вивчаємо І Ломоносова великим шануємо, І виявляємо ми себе у праці Як двигун із високим ККД! Але як же життя буває непросте З тією жінкою, що зветься Теплота!

Слайд 5

Що називається внутрішньою енергією? Яким чином можна змінити внутрішню енергію? З теплопередачею безпосередньо пов'язане таке поняття як кількість теплоти. Що таке кількість теплоти?

Слайд 6

Завдання:

Давайте охарактеризуємо вивчені нами теплові процеси саме формулами. Зараз вам будуть роздані аркуші із завданнями у вигляді таблиць, які ви маєте заповнити. Час роботи – 3 хвилини. Після цього ви зробите взаємоперевірку і кожен оцінить роботу сидячого.

Слайд 7

Чи знаєте ви,

що фізик Вальтер Нернст захоплювався розведенням коропів? Одного разу хтось глибокодумно помітив: “Дивний вибір. Кур розводити і те цікавіше”. Вчений незворушно відповів: “Я розводжу таких тварин, які перебувають у тепловому рівновазі з довкіллям. Розводити теплокровних – це означає обігрівати за власний кошт світовий простір”. Чи справедливе зауваження вченого? На це та інші питання нам дадуть відповідь закони термодинаміки.

Слайд 8

Бліц опитування:

А що таке термодинаміка? Сформулюємо принципи, які звуться законів термодинаміки. Чи можна створити вічний двигун? Ну, якщо вічний неможливо створити, те, що таке реально існуючі теплові двигуни? З яких основних частин складається будь-який тепловий двигун? Назвіть основні види теплових двигунів.

Слайд 9

Людина дуже марнотратна

використовує енергію палива, яку дарує нам природа. Ми, як не вдячні діти, промотуємо спадщину, що накопичувалася по крихтах протягом мільйонів років. Природа надходить мудріше. Як вона вирішує енергетичну проблему? На це запитання ви відповісте у своїх проектах.

Слайд 10

Проект №1 "Види палива"

1. Розгляньте джерела тепла, які оточують нас. Джерелами тепла ми вважаємо газову плитку, багаття, згоряння бензину, мазуту, коксу в котельнях. Горіння – це екзотермічна реакція, яка йде із тепла. Гідроелектростанції та теплові станції теж є джерелами тепла, тому що дають до 70% всієї електроенергії, а це електроплитки, електрокаміни та інші електрообігрівачі.

Слайд 11

2. Проаналізуйте види палива,

Проаналізувавши горіння сухого пального, свічки, рослинного масла, горіння ефіру та користуючись таблицею № 1 розділіть види палива на 3 групи: тверде, рідке, газоподібне. Виявляється, з безлічі видів твердого палива, найбільшу кількість тепла виділяє буре челябінське вугілля, 14300 кДж на 1 кг палива, і металеве ракетне пальне: магній 24830 кДж алюміній 31000 кДж берилій 666. З рідких видів: гас освітить 43100 кДж на 1 кг рідкого палива та дизельне паливо – 42700 кДж. Газоподібне паливо відрізняється виділенням великої кількості енергії на 1 кг пального. Але найбільша кількість енергії виділяється при згорянні водню -119700 кДж.

Слайд 12

20 дерев'яних лучин, термометр, ваги з різновагами.

Використовуйте їх для складання завдання, в якому згадувалося б згоряння. На скільки підвищиться температура повітря у великій печері об'ємом 10 м на 15 м на 5 м, якщо там згорять 20 дерев'яних лучин, масою 800 г? Початкова температураповітря близько 14?

Слайд 13

Проект №2 “Опалення та обігрів”

1. Яким способом зазвичай здійснюється обігрів житлових і промислових приміщень? Як можна досліджувати конвекцію у приміщенні? Які ще існують методи теплопередачі?

Слайд 14

2. Доведіть за допомогою приладів,

що нагрівання рідини, що стоїть на вогні, відбувається конвективним способом. Колба з водою нагрівається на спиртовці, на дні – кристали марганцю, закріплені шматочком пластиліну. 3. Складіть завдання, в якому враховувалося б обігрів якогось предмета відомими вам способами теплопередачі. 1. У попередньому досвідізгоріло 10 г спирту. На нагрівання витрачено 30% отриманої теплоти. На скільки збільшилася температура одного літра води? 2. Температура води в опалювальному котлі 90? Початкова температура води 10? У казані міститься 5м3 води. Скільки мазуту витрачається на розігрівання та підтримання температури такого котла, якщо втрати становлять 15%? Вважати, що розігрів відбувається один раз.

Слайд 15

Проект №3 "Приготування їжі"

1. Які теплові способиприготування їжі вам відомі? У кожному випадку вкажіть джерело теплової енергії та спосіб передачі теплоти до продуктів. У диму, на вогні, на парі, у печі, на багатті. 2. Більшість нашої їжі готується в киплячій воді. Як змусити картоплю зваритися швидше? Щоб ваша картопля зварилася швидше, треба перед варінням кинути в каструлю з картоплею та водою шматочок вершкового масла. Нагріваясь, воно розтопиться і покриє поверхню води тонкою плівкою. Ця захисна плівка перешкоджатиме процесу випаровування води. А процес випаровування завжди супроводжується зменшенням температури рідини та її кількості.

Слайд 16

3. Запропонуйте

або знайдіть у літературі якесь удосконалення приготування їжі. Конфорку електричної плитки можна зробити із нагрівальних елементів у вигляді кілець. В електричний ланцюг включатимуть лише ті кільця, розмір яких відповідає дну каструлі. 4. Придумайте завдання, у якому згадується процес приготування їжі. Скільки березових дров необхідно зібрати для багаття туристам, щоб закип'ятити відро джерельної води? Температура води у джерелі 9°С. Вважати, що втрат тепла немає.

Слайд 17

Проект № 4 “Теплопередача та закон збереження енергії”

1. Запропонуйте досліди з простим шкільним обладнанням для демонстрації різних видів теплопередачі та поясніть їх схематично. Кип'ятіння води в паперовій коробочці, нагрівання термометра на відстані від джерела тепла (лампа, плитка, відклеювання кнопок від полум'я стрижня, що нагрівається).

Слайд 18

2. За зміни температури тіло може змінювати свої механічні властивості: довжину, об'єм, щільність, пружність, крихкість. Наведіть приклади. Досліди: нагрівання монети тертям, металевої спиці в полум'ї (одним кінцем спиця упирається у вогонь або стосується його), нагрівання повітря в колбі з рідиною (рухається стовпчик рідини у трубці). 3. Як визначити температуру предмета, нагрітого в полум'ї, якщо у вас ще калориметр з холодною водою, термометр, ваги з різновагами, таблиці?

Слайд 19

Проект №5 “Енергія та теплота у живій природі”

1. Головний закон, якому підпорядковуються усі теплові процеси – закон збереження енергії. Усі живі організми витрачають у процесі життєдіяльності багато енергії (рух, харчування, полювання). Звідки вони беруть енергію?

Слайд 20

Розглядаються

хімічні реакції усередині клітини. Вся серія цих реакцій називається внутрішнім диханням (тканинним, клітинним). Воно підрозділяється на аеробне та анаеробне. Перше пов'язане з розпадом деяких речовин за участю кисню і відбувається з великим виділенням енергії, друге – з безкисневим перетворенням глюкози. Подих живих істот іноді називають повільним горінням.

Слайд 21

Проект №6 “Теплові механізми та двигуни”

1. Наведіть приклади механізмів, які використовують при роботі теплову енергію. Вкажіть у кожному разі джерело енергії, шлях її перетворення. У своєму житті ми постійно зустрічаємось із різноманітними двигунами. Вони приводять у рух автомобілі та літаки, трактори та кораблі, залізничні масиви та ракети. робота теплових машин пов'язана із споживанням різних видів енергії. Конструкція перших парових машин мала основні частини всіх наступних теплових машин: нагрівач, в якому звільнялася енергія палива, водяна пара як робоче тіло і поршень з циліндром, що перетворює енергію пари на механічну роботу, а також охолоджувач, необхідний зниження температури і тиску пари.

Слайд 22

2. Опишіть найпростішу будову парової машини.

Найпростіша будова парової машини створив Герон Олександрійський у ІІ. до н.е. Вона складалася з підставки, на якій був поставлений посуд з ручками та наповнений водою. Пристрій, який містився у воду, нагадував колбу. З чотирьох сторін містилися трубки. Коли дрова горіли, вода закипала і пара фонтаном била з верхньої трубки. Це була найдавніша парова машина.

Слайд 23

3. Покажіть на досвіді,

використовуючи обладнання шкільної лабораторії, як можна зробити роботу, за рахунок перетворення теплової енергії. У пробірці вміщено воду, яка закипає, одержуючи кількість теплоти від згоряння спирту. І пара вибиває пробку із пробірки. Так відбувається робота після перетворення енергії. 4. Запропонуйте завдання, в якому використовується робота будь-якого теплового пристрою.

Слайд 24

Розкажіть про будь-який прилад, пристрій, який працює за рахунок теплової енергії навколишнього середовища.

Чи не одне з джерел енергії, відомих на сьогодні не в змозі в майбутньому повністю взяти на себе задоволення потреб людини. Для цього необхідно більше уваги приділити альтернативним джереламабо джерел, що працюють на енергії навколишнього середовища. Вже існує, наприклад, “сонячні батареї”, які перетворюють сонячну енергіюв електричний струмза допомогою фотоелементів. Багато проектів створено для використання сили припливів, сили вітрів, гейзерів. Існують і проекти використання різниці температур між поверхневими шарами води тропічних морів та температурою води на більших глибинах.

Слайд 25

Бажаю успіхів у всіх ваших починаннях. Успіху і дякую всім за урок.

Голубєва О.С. Цікаве природознавство. Ненудний підручник. - СПб.: "Трітон", 2007. Ковальова С.Я. Закон збереження енергії в теплових процесах // Щотижнева газета видавничого дому “Перше вересня”, № 33, 1-7 вересня 2012 року. Ланіна. І Я. Сто ігор із фізики. - М.:, "Освіта", 2005. Перельман Я.І. Цікава фізика. - М.:, "Наука", 2001. Увицька О.С. Використання біологічного матеріалупід час уроків фізики. // Щотижнева газета видавничого дому “Перше вересня”, № 31, 16-22 серпня 2012 року.

Переглянути всі слайди