Nishati ya ndani ya mwili inaweza kupimwa kwa njia mbili. Nishati ya ndani

Nishati ya ndani ni jumla ya nguvu za kinetic za chembe zote zinazounda mwili, na nguvu zinazowezekana za mwingiliano wa chembe hizi kwa kila mmoja. Hii ni pamoja na nishati ya mwingiliano wa elektroni na viini na nishati ya mwingiliano wa sehemu za msingi za kiini.

Nishati ya ndani inategemea joto lake. Halijoto ni sifa ya wastani wa nishati ya kinetiki ya chembe za dutu. Wakati hali ya joto inabadilika, umbali kati ya chembe hubadilika, kwa hiyo, nishati ya mwingiliano kati yao pia hubadilika.

Nishati ya ndani pia hubadilika wakati dutu inapobadilika kutoka hali moja ya mkusanyiko hadi nyingine. Michakato inayohusishwa na mabadiliko ya joto au hali ya mkusanyiko wa dutu inaitwa joto. Michakato ya joto hufuatana na mabadiliko katika nishati ya ndani ya mwili.

Athari za kemikali na athari za nyuklia pia hufuatana na mabadiliko katika nishati ya ndani ya mwili, kwa sababu nishati ya mwingiliano wa chembe zinazoshiriki katika athari hubadilika. Nishati ya ndani hubadilika wakati nishati inapotolewa au kufyonzwa na atomi wakati wa mpito wa elektroni kutoka shell moja hadi nyingine.

Moja ya njia za kubadilisha nishati ya ndani ni Kazi. Kwa hiyo, wakati miili miwili inapiga pamoja, joto lao huongezeka, i.e. nishati yao ya ndani huongezeka. Kwa mfano, wakati wa usindikaji wa metali - kuchimba visima, kugeuka, kusaga.

Wakati miili miwili yenye joto tofauti inapogusana, nishati huhamishwa kutoka kwa mwili na joto la juu hadi kwa mwili na joto la chini. Mchakato wa kuhamisha nishati kutoka kwa mwili mmoja hadi mwingine, ambayo ina joto la chini, inaitwa uhamisho wa joto.

Kwa hivyo, katika maumbile kuna michakato miwili ambayo nishati ya ndani ya mwili hubadilika:

a) ubadilishaji wa nishati ya mitambo kuwa nishati ya ndani na kinyume chake; wakati huo huo kazi inafanywa;

b) uhamisho wa joto; katika kesi hii, hakuna kazi inafanywa.

Ikiwa unachanganya maji ya moto na baridi, unaweza kuthibitisha kutokana na uzoefu kwamba kiasi cha joto kinachotolewa na maji ya moto na kiasi cha joto kilichopokelewa na maji baridi ni sawa. Uzoefu unaonyesha kwamba ikiwa kubadilishana joto hutokea kati ya miili, basi nishati ya ndani ya miili yote ya joto huongezeka kwa kadri nishati ya ndani ya miili ya baridi inavyopungua. Kwa hivyo, nishati hutoka kwa mwili mmoja hadi mwingine, lakini jumla ya nishati ya miili yote bado haijabadilika. Hii sheria ya uhifadhi na mabadiliko ya nishati.

Katika matukio yote yanayotokea katika asili, nishati haionekani wala kutoweka. Inabadilika tu kutoka kwa aina moja hadi nyingine, wakati maana yake inabakia sawa.

Kwa mfano, risasi ya risasi inayoruka kwa kasi fulani hugonga kizuizi na kuwaka.

Au, kipande cha barafu, kinachoanguka kutoka kwenye wingu la theluji, kinayeyuka karibu na ardhi.

Nishati ya ndani inaweza kubadilishwa kwa njia mbili.

Ikiwa kazi inafanywa kwa mwili, nishati yake ya ndani huongezeka.

Ikiwa mwili yenyewe hufanya kazi, nishati yake ya ndani hupungua.

Kuna aina tatu rahisi (msingi) za uhamishaji joto:

Conductivity ya joto

Convection

Upitishaji joto ni hali ya uhamishaji joto katika vimiminika au gesi, au midia ya punjepunje kwa mtiririko wa jambo. Kuna kinachojulikana convection asilia, ambayo hutokea yenyewe katika dutu wakati inapokanzwa kwa usawa katika uwanja wa mvuto. Kwa convection kama hiyo, tabaka za chini za dutu hiyo hu joto, huwa nyepesi na kuelea juu, na tabaka za juu, kinyume chake, baridi, huwa nzito na kuzama chini, baada ya hapo mchakato unarudiwa tena na tena.

Mionzi ya joto au mionzi ni uhamisho wa nishati kutoka kwa mwili mmoja hadi mwingine kwa namna ya mawimbi ya umeme kutokana na nishati yao ya joto.

Nishati ya ndani ya gesi bora

Kulingana na ufafanuzi wa gesi bora, haina sehemu ya uwezo wa nishati ya ndani (hakuna nguvu za mwingiliano wa Masi, isipokuwa mshtuko). Kwa hivyo, nishati ya ndani ya gesi bora inawakilisha tu nishati ya kinetic ya mwendo wa molekuli zake. Hapo awali (equation 2.10) ilionyeshwa kuwa nishati ya kinetic ya mwendo wa kutafsiri wa molekuli za gesi ni sawia moja kwa moja na joto lake kamili.

Kwa kutumia usemi wa gesi ya mara kwa mara ya ulimwengu wote (4.6), tunaweza kuamua thamani ya α mara kwa mara.

Kwa hivyo, nishati ya kinetic ya mwendo wa kutafsiri wa molekuli moja ya gesi bora itaamuliwa na usemi.

Kwa mujibu wa nadharia ya kinetic, usambazaji wa nishati katika digrii za uhuru ni sawa. Mwendo wa kutafsiri una digrii 3 za uhuru. Kwa hivyo, digrii moja ya uhuru wa harakati ya molekuli ya gesi itahesabu 1/3 ya nishati yake ya kinetic.

Kwa molekuli mbili, tatu na polyatomic gesi, pamoja na digrii za uhuru wa mwendo wa kutafsiri, kuna digrii za uhuru wa mwendo wa mzunguko wa molekuli. Kwa molekuli za gesi ya diatomiki, idadi ya digrii za uhuru wa mwendo wa mzunguko ni 2, kwa molekuli tatu na polyatomic - 3.

Kwa kuwa usambazaji wa nishati ya mwendo wa molekuli juu ya digrii zote za uhuru ni sawa, na idadi ya molekuli katika kilo moja ya gesi ni sawa na Nμ, nishati ya ndani ya kilo moja ya gesi bora inaweza kupatikana kwa kuzidisha usemi. (4.11) kwa idadi ya molekuli katika kilomita moja na kwa idadi ya digrii za uhuru wa mwendo wa molekuli ya gesi fulani .

ambapo Uμ ni nishati ya ndani ya kilomoli ya gesi katika J/kmol, i ni idadi ya digrii za uhuru wa kusonga wa molekuli ya gesi.

Kwa 1 - gesi ya atomiki i = 3, kwa 2 - gesi ya atomiki i = 5, kwa 3 - gesi za atomiki na polyatomic i = 6.

Umeme. Masharti ya kuwepo kwa sasa ya umeme. EMF. Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili. Kazi na nguvu ya sasa. Sheria ya Joule-Lenz.

Miongoni mwa masharti muhimu kwa kuwepo kwa sasa ya umeme kuna: kuwepo kwa malipo ya bure ya umeme katika kati na kuundwa kwa shamba la umeme katikati. Shamba la umeme katika kati ni muhimu ili kuunda harakati za mwelekeo wa malipo ya bure. Kama inavyojulikana, chaji q katika uwanja wa umeme wa nguvu E inatekelezwa kwa nguvu F = qE, ambayo husababisha malipo ya bure kuhamia upande wa uwanja wa umeme. Ishara ya kuwepo kwa uwanja wa umeme katika kondakta ni kuwepo kwa tofauti isiyo ya sifuri ya uwezekano kati ya pointi mbili za kondakta.

Hata hivyo, nguvu za umeme haziwezi kudumisha sasa ya umeme kwa muda mrefu. Harakati iliyoelekezwa ya malipo ya umeme baada ya muda fulani husababisha usawa wa uwezo katika mwisho wa kondakta na, kwa hiyo, kwa kutoweka kwa uwanja wa umeme ndani yake. Ili kudumisha sasa katika mzunguko wa umeme, malipo lazima iwe chini ya nguvu za asili zisizo za umeme (nguvu za nje) pamoja na vikosi vya Coulomb. Kifaa kinachounda nguvu za nje, kudumisha tofauti inayoweza kutokea katika mzunguko na kubadilisha aina mbalimbali za nishati katika nishati ya umeme inaitwa chanzo cha sasa.

Masharti ya uwepo wa mkondo wa umeme:

uwepo wa flygbolag za malipo ya bure

· uwepo wa tofauti zinazowezekana. haya ni masharti ya kutokea kwa sasa. kwa sasa kuwepo

· mzunguko uliofungwa

· chanzo cha nguvu za nje zinazodumisha tofauti inayowezekana.

Vikosi vyovyote vinavyofanya kazi kwenye chembe zinazochajiwa na umeme, isipokuwa nguvu za kielektroniki (Coulomb), huitwa nguvu za nje.

Nguvu ya umeme.

Nguvu ya umeme (EMF) ni kiasi cha kimwili kinachoonyesha kazi ya nguvu za nje (zisizo za uwezekano) katika vyanzo vya sasa vya moja kwa moja au mbadala. Katika mzunguko wa uendeshaji uliofungwa, EMF ni sawa na kazi ya vikosi hivi ili kusonga malipo moja chanya kando ya mzunguko.

Sehemu ya EMF, kama voltage, ni volt. Tunaweza kuzungumza juu ya nguvu ya umeme katika sehemu yoyote ya mzunguko. Nguvu ya elektroni ya seli ya galvanic ni nambari sawa na kazi ya nguvu za nje wakati wa kusonga chaji moja chanya ndani ya kitu kutoka kwa nguzo yake hasi hadi chanya. Ishara ya EMF imedhamiriwa kulingana na mwelekeo uliochaguliwa kiholela wa bypass ya sehemu ya mzunguko ambapo chanzo cha sasa kinawashwa.

Sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili.

Hebu fikiria mzunguko kamili rahisi unaojumuisha chanzo cha sasa na kupinga kwa upinzani R. Chanzo cha sasa kilicho na emf ε kina upinzani r, inaitwa upinzani wa ndani wa chanzo cha sasa. Ili kupata sheria ya Ohm kwa mzunguko kamili, tunatumia sheria ya uhifadhi wa nishati.

Acha malipo q ipite sehemu ya msalaba ya kondakta wakati wa Δt. Kisha, kwa mujibu wa formula, kazi iliyofanywa na nguvu za nje wakati wa kusonga malipo q ni sawa na. Kutoka kwa ufafanuzi wa nguvu za sasa tunayo: q = IΔt. Kwa hivyo,.

Kwa sababu ya kazi ya nguvu za nje, wakati sasa inapita kupitia mzunguko, kiasi cha joto hutolewa kwenye sehemu zake za nje na za ndani za mzunguko, kulingana na sheria ya Joule-Lenz. sawa:

Kwa mujibu wa sheria ya uhifadhi wa nishati, A st = Q, kwa hiyo Hivyo, emf ya chanzo cha sasa ni sawa na jumla ya matone ya voltage katika sehemu za nje na za ndani za mzunguko.

Somo la Fizikia katika daraja la 8 juu ya mada: "Nishati ya ndani. Njia za kubadilisha nishati ya ndani"

Malengo ya somo:

Uundaji wa dhana ya "nishati ya ndani ya mwili" kulingana na MCT ya muundo wa jambo.
Familiarization na njia za kubadilisha nishati ya ndani ya mwili.
Uundaji wa dhana ya "uhamisho wa joto" na uwezo wa kutumia ujuzi wa MCT wa muundo wa suala katika kuelezea matukio ya joto.
Kukuza shauku katika fizikia kupitia maonyesho ya mifano ya kuvutia ya udhihirisho wa matukio ya joto katika asili na teknolojia.
Uthibitisho wa hitaji la kusoma matukio ya joto ili kutumia maarifa haya katika maisha ya kila siku.
Ukuzaji wa uwezo wa habari na mawasiliano wa wanafunzi.

Aina ya somo. Somo la pamoja.

Aina ya somo. Somo - uwasilishaji

Muundo wa somo.Mazungumzo maingiliano, majaribio ya maonyesho, hadithi, kazi ya kujitegemea

Fomu za kazi za wanafunzi.Kazi ya pamoja, kazi ya mtu binafsi, kazi ya kikundi.

Vifaa: uwasilishaji wa elektroniki "Nishati ya ndani. Njia za kubadilisha nishati ya ndani", kompyuta, projekta.

Wakati wa madarasa

Wakati wa kuandaa.Habari za mchana Leo katika somo tutafahamiana na aina nyingine ya nishati, kujua inategemea nini na jinsi inaweza kubadilishwa.

Kusasisha maarifa.

Kurudia dhana za msingi: nishati, kinetic na nishati inayowezekana, kazi ya mitambo.

Kujifunza nyenzo mpya.

Mwalimu . Mbali na dhana zilizotajwa hapo juu, ni lazima pia ikumbukwe kwamba aina mbilinishati ya mitamboinaweza kubadilisha (mpito) kwa kila mmoja, kwa mfano, wakati mwili unapoanguka. Fikiria mpira unaoanguka kwa uhuru. Kwa wazi, wakati wa kuanguka, urefu wake juu ya uso hupungua na kasi yake huongezeka, hii ina maana kwamba nishati yake ya uwezo hupungua na nishati yake ya kinetic huongezeka. Inapaswa kueleweka kwamba taratibu hizi mbili hazifanyiki tofauti, zinaunganishwa, na wanasema hivyonishati inayowezekana inageuka kuwa nishati ya kinetic.

Ili kuelewa nishati ya ndani ya mwili ni nini, ni muhimu kujibu swali lifuatalo: miili yote imeundwa na nini?

Wanafunzi . Miili inajumuisha chembe zinazoendelea kusonga kwa fujo na kuingiliana.

Mwalimu . Na ikiwa zinasonga na kuingiliana, basi zina nishati ya kinetic na inayowezekana, ambayo ni nishati ya ndani.

Wanafunzi. Inatokea kwamba miili yote ina nishati sawa ya ndani, ambayo ina maana joto linapaswa kuwa sawa. Lakini hii sivyo.

Mwalimu. Bila shaka hapana. Miili ina nguvu tofauti za ndani, na tutajaribu kujua ni nini nishati ya ndani ya mwili inategemea na nini haitegemei.

Ufafanuzi.

Nishati ya kineticchembe harakati nanishati inayowezekanamwingiliano wao hujumuishanishati ya ndani ya mwili.

Nishati ya ndani inaonyeshwa nana inapimwa, kama aina nyingine zote za nishati, katika J (joules).

Kwa hivyo, tunayo formula ya nishati ya ndani ya mwili:. Ambapo chini inahusu nishati ya kinetic ya chembe za mwili, na kwa- uwezo wao wa nishati.

Wacha tukumbuke somo lililopita, ambalo tulizungumza juu ya ukweli kwamba harakati za chembe za mwili zinaonyeshwa na joto lake, kwa upande mwingine, nishati ya ndani ya mwili inahusiana na asili (shughuli) ya harakati ya mwili. chembe chembe. Kwa hiyo, nishati ya ndani na joto ni dhana zinazohusiana. Wakati joto la mwili linapoongezeka, nishati yake ya ndani pia huongezeka, na inapopungua, inapungua.

Tuligundua kuwa nishati ya ndani ya mwili inaweza kubadilika. Hebu fikiria njia za kubadilisha nishati ya ndani ya mwili.

Tayari unajua wazo la kazi ya mitambo ya mwili; inahusishwa na harakati ya mwili wakati nguvu fulani inatumika kwake. Ikiwa kazi ya mitambo inafanywa, basi nishati ya mwili inabadilika, na hiyo inaweza kusema hasa kuhusu nishati ya ndani ya mwili. Ni rahisi kuonyesha hii kwenye mchoro:

Mwalimu Njia ya kuongeza nishati ya ndani ya mwili kwa njia ya msuguano imejulikana kwa watu tangu nyakati za kale. Hivi ndivyo watu walivyochoma moto. Wakati wa kufanya kazi katika warsha, kwa mfano, kugeuza sehemu na faili, unaweza kuona nini? (Sehemu zilipata joto) Wakati mtu ni baridi, huanza kutetemeka bila hiari. Kwanini unafikiri? (Wakati wa kutetemeka, contractions ya misuli hutokea. Kutokana na kazi ya misuli, nishati ya ndani ya mwili huongezeka na inakuwa joto) Ni hitimisho gani linaweza kutolewa kutokana na yale ambayo yamesemwa?

Wanafunzi . Nishati ya ndani ya mwili hubadilika wakati kazi inafanywa. Ikiwa mwili yenyewe hufanya kazi, nishati yake ya ndani hupungua, na ikiwa kazi inafanywa juu yake, basi nishati yake ya ndani huongezeka.

Mwalimu . Katika teknolojia, tasnia, na mazoezi ya kila siku, sisi hukutana kila wakati na mabadiliko katika nishati ya ndani ya mwili wakati wa kufanya kazi: joto la miili wakati wa kughushi, wakati wa athari; kufanya kazi na hewa iliyoshinikizwa au mvuke.

Wacha tupumzike kidogo, na wakati huo huo jifunze ukweli wa kupendeza kutoka kwa historia ya matukio ya joto (wanafunzi wawili wanatoa ujumbe mfupi ulioandaliwa mapema).

Ujumbe 1. Jinsi miujiza ilifanyika.

Fundi wa kale wa Kigiriki Heron wa Alexandria, mvumbuzi wa chemchemi inayoitwa kwa jina lake, alituachia maelezo ya njia mbili za werevu ambazo makuhani wa Misri waliwadanganya watu kuamini miujiza.
Katika Mchoro 1 unaona madhabahu ya chuma yenye utupu, na chini yake utaratibu uliofichwa kwenye shimo unaosogeza milango ya hekalu. Madhabahu ikasimama nje yake. Wakati moto unawaka, hewa ndani ya madhabahu, kutokana na joto, huweka shinikizo zaidi juu ya maji katika chombo kilichofichwa chini ya sakafu; Kutoka kwenye chombo, maji hutolewa nje kwa njia ya bomba na kumwaga ndani ya ndoo, ambayo, inapopungua, huamsha utaratibu unaozunguka milango (Mchoro 2). Watazamaji walioshangaa, bila kujua ufungaji uliofichwa chini ya sakafu, wanaona "muujiza" mbele yao: mara tu moto unapowaka juu ya madhabahu, milango ya hekalu, "ikisikiliza maombi ya kuhani," inayeyuka. kama wao wenyewe...

Kufichua "muujiza" wa makuhani wa Misri: milango ya hekalu inafunguliwa na hatua ya moto wa dhabihu.

Ujumbe 2. Jinsi miujiza ilifanyika.

Muujiza mwingine wa kuwazia uliofanywa na makuhani unaonyeshwa kwenye Mtini. 3. Wakati moto unawaka juu ya madhabahu, hewa, kupanua, huondoa mafuta kutoka kwenye hifadhi ya chini ndani ya mirija iliyofichwa ndani ya takwimu za makuhani, na kisha mafuta yenyewe huongezwa kwa moto kimuujiza ... Lakini mara tu kuhani anayesimamia madhabahu hii aliondoa kimya kimya kuziba kutoka kwenye hifadhi ya kifuniko - na kumwaga mafuta kusimamishwa (kwa sababu hewa ya ziada ilitoka kwa uhuru kupitia shimo); Makuhani walitumia hila hii wakati matoleo ya waabudu yalikuwa kidogo sana.

Mwalimu. Jinsi sisi sote tunafahamu chai ya asubuhi! Ni nzuri sana kutengeneza chai, kumwaga sukari ndani ya kikombe na kunywa kidogo, na kijiko kidogo. Jambo moja tu ni mbaya - kijiko ni moto sana! Nini kilitokea kwa kijiko? Kwa nini joto lake liliongezeka? Kwa nini nishati yake ya ndani iliongezeka? Je, tumeifanyia kazi?

Wanafunzi . Hapana, hawakufanya hivyo.

Mwalimu . Wacha tujue ni kwanini mabadiliko ya nishati ya ndani yalitokea.

Awali, joto la maji ni kubwa zaidi kuliko joto la kijiko, na kwa hiyo kasi ya molekuli ya maji ni kubwa zaidi. Hii ina maana kwamba molekuli za maji zina nishati zaidi ya kinetic kuliko chembe za chuma ambazo kijiko kinafanywa. Wakati zinapogongana na chembe za chuma, molekuli za maji huhamisha sehemu ya nishati kwao, na nishati ya kinetic ya chembe za chuma huongezeka, na nishati ya kinetic ya molekuli za maji hupungua. Njia hii ya kubadilisha nishati ya ndani ya miili inaitwa uhamisho wa joto . Katika maisha yetu ya kila siku mara nyingi tunakutana na jambo hili. Kwa mfano, katika maji, wakati wa kulala chini au kwenye theluji, mwili hupungua, ambayo inaweza kusababisha baridi au baridi. Katika baridi kali, bata hupanda kwa hiari ndani ya maji. Kwanini unafikiri? (Katika baridi kali, joto la maji ni kubwa zaidi kuliko hali ya hewa iliyoko, hivyo ndege hupoa kidogo kwenye maji kuliko hewani.) Uhamisho wa joto hutokea kwa njia kadhaa, lakini tutazungumzia kuhusu hili katika somo linalofuata.

Kwa hivyo, kuna njia mbili zinazowezekana za kubadilisha nishati ya ndani. Ambayo?

Wanafunzi . Utendaji wa kazi na uhamisho wa joto.

Ujumuishaji wa nyenzo zilizosomwa.Sasa hebu tuone jinsi umejifunza nyenzo mpya kutoka kwa somo la leo.. Nitauliza maswali, na utajaribu kujibu.

swali 1 . Maji baridi hutiwa ndani ya glasi moja, kiasi sawa cha maji ya moto hutiwa ndani ya nyingine. Je, maji yana nishati zaidi ya ndani kwenye glasi gani? (Katika pili, kwa sababu joto lake ni la juu).

Swali la 2. Baa mbili za shaba zina joto sawa, lakini uzito wa moja ni kilo 1, na nyingine ni kilo 0.5. Ni baa gani kati ya hizi mbili zilizopewa ina nishati kubwa ya ndani? (Ya kwanza, kwa sababu wingi wake ni mkubwa zaidi).

Swali la 3. Nyundo hupata moto wakati inapigwa, kwa mfano, kwenye anvil, na wakati iko kwenye jua siku ya joto ya majira ya joto. Taja njia za kubadilisha nishati ya ndani ya nyundo katika visa vyote viwili. (Katika kesi ya kwanza, kazi imefanywa, na kwa pili, uhamisho wa joto).

Swali la 4 . Maji hutiwa ndani ya mug ya chuma. Ni ipi kati ya zifuatazo husababisha mabadiliko katika nishati ya ndani ya maji? (13)

Inapokanzwa maji kwenye jiko la moto.
Kufanya kazi juu ya maji, kuileta katika mwendo wa mbele pamoja na mug.
Fanya kazi juu ya maji kwa kuchanganya na mchanganyiko.

Mwalimu . Na sasa napendekeza ufanye kazi peke yako. (Wanafunzi wamegawanywa katika vikundi 6, na kazi zaidi itafanywa kwa vikundi). Mbele yako ni karatasi yenye kazi tatu.

Zoezi 1. Ni nini sababu ya mabadiliko katika nishati ya ndani ya miili katika hali zifuatazo:

inapokanzwa maji na boiler;
chakula cha baridi kilichowekwa kwenye jokofu;
kuwashwa kwa mechi wakati unapigwa dhidi ya sanduku;
inapokanzwa kwa nguvu na mwako wa satelaiti za bandia za ardhi wakati zinaingia kwenye tabaka za chini za anga;
ikiwa unapiga haraka waya kwenye sehemu moja, kwanza kwa mwelekeo mmoja, kisha kwa upande mwingine, basi mahali hapa inakuwa moto sana;
kupika chakula;
Ikiwa unapunguza haraka nguzo au kamba, unaweza kuchoma mikono yako;
inapokanzwa maji ya bwawa siku ya joto ya majira ya joto;
Wakati wa kuendesha msumari, kichwa chake huwaka;
Mechi huwaka inapowekwa kwenye mwali wa mshumaa.

Kwa vikundi viwili - na msuguano; vikundi vingine viwili - wakati wa athari na vikundi viwili zaidi - wakati wa ukandamizaji.

Tafakari.

Ni mambo gani mapya au ya kuvutia umejifunza darasani leo?
Umejifunzaje nyenzo ulizoshughulikia?
Ugumu ulikuwa nini? Je, umeweza kuzishinda?
Je, maarifa uliyopata katika somo la leo yatakuwa na manufaa kwako?

Kwa muhtasari wa somo.Leo tumefahamiana na dhana za kimsingi za sehemu ya "Thermal Phenomena": nishati ya ndani na uhamishaji wa joto na tukajua njia za kubadilisha nishati ya ndani ya miili. Ujuzi uliopatikana utakusaidia kuelezea na kutabiri mwendo wa michakato ya joto ambayo utakutana nayo katika maisha yako.

Kazi ya nyumbani. § 2, 3. Kazi za majaribio:

Tumia kipimajoto cha nyumbani kupima joto la maji yaliyomiminwa kwenye jar au chupa.
Funga chombo kwa ukali na kuitingisha kwa nguvu kwa dakika 10-15, kisha kupima joto tena.
Ili kuzuia uhamisho wa joto kutoka kwa mikono yako, kuvaa mittens au kuifunga chombo kwa kitambaa.
Ulitumia njia gani ya kubadilisha nishati ya ndani? Eleza.
Kuchukua bendi ya mpira iliyofungwa na pete, tumia bendi kwenye paji la uso wako na uangalie joto lake. Kushikilia mpira kwa vidole vyako, kunyoosha kwa nguvu mara kadhaa na, wakati wa kunyoosha, bonyeza tena kwenye paji la uso wako. Fanya hitimisho kuhusu halijoto na sababu zilizosababisha mabadiliko hayo.

Hakiki:

Ili kutumia onyesho la kukagua wasilisho, fungua akaunti ya Google na uingie:

Nishati ya ndani ya mwili sio aina fulani ya thamani ya mara kwa mara. Inaweza kubadilika katika mwili sawa.

Wakati joto linapoongezeka, nishati ya ndani ya mwili huongezeka, kwa kuwa kasi ya wastani ya harakati ya molekuli huongezeka.

Kwa hivyo, nishati ya kinetic ya molekuli za mwili huu huongezeka. Wakati joto linapungua, kinyume chake, nishati ya ndani ya mwili hupungua.

Hivyo, nishati ya ndani ya mwili inabadilika wakati kasi ya harakati ya molekuli inabadilika.

Wacha tujaribu kujua jinsi ya kuongeza au kupunguza kasi ya harakati ya molekuli. Ili kufanya hivyo, hebu tufanye jaribio lifuatalo. Hebu tushikamishe tube ya shaba yenye kuta nyembamba kwenye msimamo (Mchoro 3). Mimina etha ndani ya bomba na uifunge kwa kizuizi. Kisha tutafunga bomba kwa kamba na kuanza haraka kusonga kwa mwelekeo mmoja, kisha kwa upande mwingine. Baada ya muda fulani, etha ita chemsha na mvuke itasukuma kuziba. Uzoefu unaonyesha kwamba nishati ya ndani ya ether imeongezeka: baada ya yote, ina joto na hata kuchemsha.

Mchele. 3. Kuongeza nishati ya ndani ya mwili wakati wa kufanya kazi juu yake

Kuongezeka kwa nishati ya ndani ilitokea kama matokeo ya kazi iliyofanywa wakati wa kusugua bomba na kamba.

Kupokanzwa kwa miili pia hutokea wakati wa athari, ugani na kupiga, yaani, wakati wa deformation. Nishati ya ndani ya mwili katika mifano yote hapo juu huongezeka.

Kwa hivyo, Nishati ya ndani ya mwili inaweza kuongezeka kwa kufanya kazi kwa mwili.

Ikiwa mwili yenyewe hufanya kazi, basi nishati ya ndani hupungua.

Hebu tufanye jaribio lifuatalo.

Tunasukuma hewa ndani ya chombo cha kioo chenye nene, kilichofungwa na kizuizi, kupitia shimo maalum ndani yake (Mchoro 4).

Mchele. 4. Kupungua kwa nishati ya ndani ya mwili wakati kazi inafanywa na mwili wenyewe

Baada ya muda, cork itatoka kwenye chombo. Wakati cork inatoka kwenye chombo, ukungu huundwa. Muonekano wake unamaanisha kuwa hewa kwenye chombo imekuwa baridi zaidi. Hewa iliyoshinikizwa kwenye chombo, ikisukuma nje ya kuziba, inafanya kazi. Anafanya kazi hii kwa gharama ya nishati yake ya ndani, ambayo hupungua. Kupungua kwa nishati ya ndani kunaweza kuhukumiwa na baridi ya hewa kwenye chombo. Kwa hiyo, Nishati ya ndani ya mwili inaweza kubadilishwa kwa kufanya kazi.

Nishati ya ndani ya mwili inaweza kubadilishwa kwa njia nyingine, bila kufanya kazi. Kwa mfano, maji huchemka kwenye kettle iliyowekwa kwenye jiko. Hewa na vitu mbalimbali ndani ya chumba huchomwa na radiator inapokanzwa kati, paa za nyumba zina joto na mionzi ya jua, nk Katika matukio haya yote, joto la miili huongezeka, ambayo ina maana nishati yao ya ndani huongezeka. Lakini kazi haijafanywa.

Ina maana, mabadiliko ya nishati ya ndani yanaweza kutokea sio tu kama matokeo ya kazi iliyofanywa.

Tunawezaje kuelezea kuongezeka kwa nishati ya ndani katika kesi hizi?

Fikiria mfano ufuatao.

Weka sindano ya chuma kwenye glasi ya maji ya moto. Nishati ya kinetic ya molekuli za maji ya moto ni kubwa kuliko nishati ya kinetic ya chembe za chuma baridi. Molekuli za maji ya moto, wakati wa kuingiliana na chembe za chuma baridi, zitahamisha sehemu ya nishati yao ya kinetic kwao. Matokeo yake, nishati ya molekuli ya maji kwa wastani itapungua, na nishati ya chembe za chuma itaongezeka. Joto la maji litapungua na joto la chuma lililozungumza litaongezeka hatua kwa hatua. Baada ya muda fulani, joto lao litasawazisha. Uzoefu huu unaonyesha mabadiliko katika nishati ya ndani ya miili.

Kwa hiyo, Nishati ya ndani ya miili inaweza kubadilishwa na uhamisho wa joto.

Mchakato wa kubadilisha nishati ya ndani bila kufanya kazi kwenye mwili au mwili yenyewe inaitwa uhamisho wa joto.

Uhamisho wa joto daima hutokea kwa mwelekeo fulani: kutoka kwa miili yenye joto la juu hadi miili yenye joto la chini.

Wakati joto la mwili linasawazisha, uhamishaji wa joto huacha.

Nishati ya ndani ya mwili inaweza kubadilishwa kwa njia mbili: kwa kufanya kazi ya mitambo au kwa uhamisho wa joto.

Uhamisho wa joto, kwa upande wake, unaweza kufanywa: 1) conductivity ya mafuta; 2) convection; 3) mionzi.

Maswali

Kwa kutumia Mchoro 3, sema jinsi nishati ya ndani ya mwili inavyobadilika wakati kazi inafanywa juu yake.
Eleza jaribio linaloonyesha kuwa mwili unaweza kufanya kazi kwa kutumia nishati ya ndani.
Toa mifano ya mabadiliko katika nishati ya ndani ya mwili kwa kuhamisha joto.
Eleza, kwa kuzingatia muundo wa Masi ya dutu hii, inapokanzwa kwa sindano ya kuunganisha iliyoingizwa kwenye maji ya moto.
Uhamisho wa joto ni nini?
Ni njia gani mbili za kubadilisha nishati ya ndani ya mwili?

Zoezi 2

Nguvu ya msuguano hufanya kazi kwenye mwili. Je, nishati ya ndani ya mwili inabadilika? Kwa ishara gani tunaweza kuhukumu hili?
Unapokariri haraka, mikono yako huwa moto. Eleza kwa nini hii hutokea.

Zoezi

Weka sarafu kwenye kipande cha plywood au bodi ya mbao. Bonyeza sarafu kwenye ubao na usonge haraka katika mwelekeo mmoja au mwingine. Angalia ni mara ngapi unahitaji kuhamisha sarafu ili kuifanya joto, moto. Chora hitimisho kuhusu uhusiano kati ya kazi iliyofanywa na ongezeko la nishati ya ndani ya mwili.

Nishati ya ndani ya mwili haiwezi kuwa thamani ya kudumu. Inaweza kubadilika katika mwili wowote. Ikiwa unaongeza joto la mwili, basi nishati yake ya ndani itaongezeka, kwa sababu kasi ya wastani ya harakati ya Masi itaongezeka. Kwa hivyo, nishati ya kinetic ya molekuli za mwili huongezeka. Na, kinyume chake, joto linapungua, nishati ya ndani ya mwili hupungua.

Tunaweza kuhitimisha: Nishati ya ndani ya mwili inabadilika ikiwa kasi ya harakati ya molekuli inabadilika. Hebu jaribu kuamua ni njia gani inaweza kutumika kuongeza au kupunguza kasi ya harakati ya molekuli. Fikiria jaribio lifuatalo. Hebu tushikamishe tube ya shaba na kuta nyembamba kwa kusimama. Jaza bomba na etha na uifunge kwa kizuizi. Kisha sisi hufunga kamba kuzunguka na kuanza kusonga kamba kwa nguvu kwa mwelekeo tofauti. Baada ya muda fulani, ether ita chemsha, na nguvu ya mvuke itasukuma kuziba. Uzoefu unaonyesha kwamba nishati ya ndani ya dutu (ether) imeongezeka: baada ya yote, imebadilika joto lake, wakati huo huo kuchemsha.

Kuongezeka kwa nishati ya ndani ilitokea kutokana na kazi iliyofanywa wakati tube ilipigwa kwa kamba.

Kama tunavyojua, joto la miili pia linaweza kutokea wakati wa athari, kukunja au kupanuka, au, kwa urahisi zaidi, wakati wa deformation. Katika mifano yote iliyotolewa, nishati ya ndani ya mwili huongezeka.

Kwa hivyo, nishati ya ndani ya mwili inaweza kuongezeka kwa kufanya kazi kwenye mwili.

Ikiwa kazi inafanywa na mwili yenyewe, nishati yake ya ndani hupungua.

Hebu tuchunguze jaribio lingine.

Tunasukuma hewa ndani ya chombo cha glasi ambacho kina kuta nene na imefungwa na kizuizi kupitia shimo maalum ndani yake.

Baada ya muda, cork itaruka nje ya chombo. Kwa sasa wakati kizuizi kinaruka nje ya chombo, tutaweza kuona uundaji wa ukungu. Kwa hiyo, malezi yake ina maana kwamba hewa katika chombo imekuwa baridi. Hewa iliyoshinikizwa iliyo kwenye chombo hufanya kiasi fulani cha kazi wakati wa kusukuma kuziba nje. Anafanya kazi hii kutokana na nishati yake ya ndani, ambayo imepunguzwa. Hitimisho kuhusu kupungua kwa nishati ya ndani inaweza kutolewa kulingana na baridi ya hewa katika chombo. Hivyo, Nishati ya ndani ya mwili inaweza kubadilishwa kwa kufanya kazi fulani.

Hata hivyo, nishati ya ndani inaweza kubadilishwa kwa njia nyingine, bila kufanya kazi. Hebu fikiria mfano: maji katika kettle ambayo imesimama juu ya jiko yanachemka. Hewa, pamoja na vitu vingine ndani ya chumba, huwashwa na radiator ya kati. Katika hali hiyo, nishati ya ndani huongezeka, kwa sababu joto la mwili huongezeka. Lakini kazi haijafanywa. Kwa hiyo, tunahitimisha mabadiliko katika nishati ya ndani haiwezi kutokea kutokana na utendaji wa kazi maalum.

Hebu tuangalie mfano mwingine.

Weka sindano ya chuma kwenye glasi ya maji. Nishati ya kinetic ya molekuli za maji ya moto ni kubwa kuliko nishati ya kinetic ya chembe za chuma baridi. Molekuli za maji ya moto zitahamisha baadhi ya nishati yao ya kinetiki kwenye chembe za chuma baridi. Kwa hivyo, nishati ya molekuli ya maji itapungua kwa njia fulani, wakati nishati ya chembe za chuma itaongezeka. Joto la maji litashuka, na joto la sindano ya knitting itakuwa polepole itaongezeka. Katika siku zijazo, tofauti kati ya joto la sindano ya knitting na maji itatoweka. Kutokana na uzoefu huu, tuliona mabadiliko katika nishati ya ndani ya miili mbalimbali. Tunahitimisha: Nishati ya ndani ya miili mbalimbali hubadilika kutokana na uhamisho wa joto.

Mchakato wa kubadilisha nishati ya ndani bila kufanya kazi maalum kwenye mwili au mwili yenyewe inaitwa uhamisho wa joto.

Bado una maswali? Je! hujui jinsi ya kufanya kazi yako ya nyumbani?
Ili kupata msaada kutoka kwa mwalimu -.
Somo la kwanza ni bure!

blog.site, wakati wa kunakili nyenzo kwa ukamilifu au sehemu, kiunga cha chanzo asili kinahitajika.