พลังงานภายในร่างกายสามารถวัดได้สองวิธี พลังงานภายใน

พลังงานภายในคือผลรวมของพลังงานจลน์ของอนุภาคทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นร่างกาย และพลังงานศักย์ของการปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคเหล่านี้ซึ่งกันและกัน ซึ่งรวมถึงพลังงานของอันตรกิริยาของอิเล็กตรอนกับนิวเคลียสและพลังงานของอันตรกิริยาของส่วนที่เป็นส่วนประกอบของนิวเคลียส

พลังงานภายในขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ อุณหภูมิแสดงถึงพลังงานจลน์เฉลี่ยของอนุภาคของสาร เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง ระยะห่างระหว่างอนุภาคจะเปลี่ยน ดังนั้นพลังงานของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน

พลังงานภายในยังเปลี่ยนแปลงเมื่อสารเปลี่ยนจากสถานะการรวมกลุ่มหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือสถานะการรวมตัวของสารเรียกว่า ความร้อน- กระบวนการทางความร้อนจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในร่างกาย

ปฏิกิริยาเคมีและปฏิกิริยานิวเคลียร์ยังมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในร่างกายด้วยเพราะว่า พลังงานอันตรกิริยาของอนุภาคที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาจะเปลี่ยนไป พลังงานภายในจะเปลี่ยนแปลงเมื่อพลังงานถูกปล่อยออกมาหรือดูดซับโดยอะตอมระหว่างการเปลี่ยนอิเล็กตรอนจากเปลือกหนึ่งไปยังอีกเปลือกหนึ่ง

หนึ่งใน วิธีเปลี่ยนพลังงานภายในเป็น งาน- ดังนั้นเมื่อวัตถุทั้งสองถูกัน อุณหภูมิของพวกมันจะเพิ่มขึ้น เช่น พลังงานภายในเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่นเมื่อแปรรูปโลหะ - การเจาะ, การกลึง, การกัด

เมื่อวัตถุสองชิ้นที่มีอุณหภูมิต่างกันมาสัมผัสกัน พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำ เรียกว่ากระบวนการถ่ายโอนพลังงานจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่า การถ่ายเทความร้อน

ดังนั้นโดยธรรมชาติแล้ว มีสองกระบวนการที่พลังงานภายในของร่างกายเปลี่ยนแปลง:

ก) การแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานภายในและในทางกลับกัน ในขณะเดียวกันก็ทำงานเสร็จแล้ว

ข) การถ่ายเทความร้อน ในกรณีนี้ไม่มีงานทำ

หากคุณผสมน้ำร้อนและน้ำเย็น คุณสามารถตรวจสอบจากประสบการณ์ได้ว่าปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาจากน้ำร้อนและปริมาณความร้อนที่ได้รับจากน้ำเย็นเท่ากัน ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าหากการแลกเปลี่ยนความร้อนเกิดขึ้นระหว่างวัตถุ พลังงานภายในของตัวทำความร้อนทั้งหมดจะเพิ่มขึ้นมากเท่ากับพลังงานภายในของตัวทำความเย็นลดลง ดังนั้นพลังงานจึงเคลื่อนที่จากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่ง แต่พลังงานรวมของวัตถุทั้งหมดยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นี้ กฎการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลงพลังงาน.

ในทุกปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ พลังงานจะไม่ปรากฏหรือหายไป มันเปลี่ยนจากประเภทหนึ่งไปอีกประเภทหนึ่งเท่านั้นโดยที่ความหมายของมันยังคงเหมือนเดิม

ตัวอย่างเช่น กระสุนตะกั่วที่บินด้วยความเร็วระดับหนึ่งชนกับสิ่งกีดขวางและทำให้ร้อนขึ้น

หรือก้อนน้ำแข็งที่ตกลงมาจากเมฆหิมะละลายใกล้พื้นดิน

พลังงานภายในสามารถเปลี่ยนแปลงได้สองวิธี

หากทำงานบนร่างกาย พลังงานภายในจะเพิ่มขึ้น

หากร่างกายทำงานเอง พลังงานภายในก็จะลดลง

การถ่ายเทความร้อนแบบง่าย (เบื้องต้น) มีสามประเภท:

การนำความร้อน

การพาความร้อน

การพาความร้อนเป็นปรากฏการณ์ของการถ่ายเทความร้อนในของเหลวหรือก๊าซ หรือตัวกลางที่เป็นเม็ดโดยการไหลของสสาร มีสิ่งที่เรียกว่า การพาความร้อนตามธรรมชาติซึ่งเกิดขึ้นเองในสสารเมื่อได้รับความร้อนอย่างไม่สม่ำเสมอในสนามโน้มถ่วง ด้วยการพาความร้อนเช่นนี้ ชั้นล่างของสารจะร้อนขึ้น เบาขึ้น และลอยขึ้น และในทางกลับกัน ชั้นบนจะเย็นลง จะหนักขึ้นและจมลง หลังจากนั้นกระบวนการจะทำซ้ำครั้งแล้วครั้งเล่า

การแผ่รังสีความร้อนหรือการแผ่รังสีเป็นการถ่ายเทพลังงานจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอันเนื่องมาจากพลังงานความร้อน

พลังงานภายในของก๊าซอุดมคติ

ตามคำนิยามของก๊าซในอุดมคติ ก๊าซดังกล่าวไม่มีองค์ประกอบที่เป็นไปได้ของพลังงานภายใน (ไม่มีแรงอันตรกิริยาของโมเลกุล ยกเว้นแรงกระแทก) ดังนั้นพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติจึงเป็นเพียงพลังงานจลน์ในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเท่านั้น ก่อนหน้านี้ (สมการ 2.10) แสดงให้เห็นว่าพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่เชิงแปลของโมเลกุลก๊าซเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์

การใช้นิพจน์สำหรับค่าคงที่ก๊าซสากล (4.6) ทำให้เราสามารถกำหนดค่าของค่าคงที่ α ได้

ดังนั้นพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่เชิงแปลของหนึ่งโมเลกุลของก๊าซในอุดมคติจะถูกกำหนดโดยการแสดงออก

ตามทฤษฎีจลน์ศาสตร์ การกระจายพลังงานตามระดับความเป็นอิสระมีความสม่ำเสมอ การเคลื่อนที่เชิงแปลมีอิสระ 3 ระดับ ดังนั้นการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซอย่างอิสระหนึ่งระดับจะคิดเป็น 1/3 ของพลังงานจลน์ของมัน

สำหรับโมเลกุลของก๊าซสอง, สามและโพลีอะตอมมิก นอกเหนือจากระดับความอิสระของการเคลื่อนที่แบบแปลแล้ว ยังมีระดับความอิสระของการเคลื่อนที่แบบหมุนของโมเลกุลด้วย สำหรับโมเลกุลก๊าซไดอะตอมมิกจำนวนองศาอิสระของการเคลื่อนที่แบบหมุนคือ 2 สำหรับโมเลกุลสามโมเลกุลและโพลีอะตอมมิก - 3

เนื่องจากการกระจายพลังงานของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลในทุกระดับความเป็นอิสระนั้นสม่ำเสมอ และจำนวนโมเลกุลในก๊าซหนึ่งกิโลโมลเท่ากับ Nμ ดังนั้นพลังงานภายในของหนึ่งกิโลโมลของก๊าซในอุดมคติจึงสามารถได้รับได้โดยการคูณนิพจน์ (4.11) ด้วยจำนวนโมเลกุลในหนึ่งกิโลเมตร และด้วยจำนวนองศาอิสระในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของก๊าซที่กำหนด

โดยที่Uμคือพลังงานภายในของก๊าซหนึ่งกิโลโมลใน J/kmol i คือจำนวนองศาอิสระในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซ

สำหรับ 1 - ก๊าซอะตอม i = 3 สำหรับ 2 - ก๊าซอะตอม i = 5 สำหรับ 3 - ก๊าซอะตอมมิกและโพลีอะตอมมิก i = 6

กระแสไฟฟ้า. สภาวะการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้า. กฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์ งานและกำลังปัจจุบัน กฎจูล-เลนซ์

ท่ามกลางเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้า ได้แก่ การมีอยู่ของประจุไฟฟ้าอิสระในตัวกลางและการสร้างสนามไฟฟ้าในตัวกลาง สนามไฟฟ้าในตัวกลางจำเป็นต่อการสร้างการเคลื่อนที่ในทิศทางของประจุอิสระ ดังที่ทราบกันดีว่าประจุ q ในสนามไฟฟ้าที่มีความเข้ม E กระทำโดยแรง F = qE ซึ่งทำให้ประจุอิสระเคลื่อนที่ไปในทิศทางของสนามไฟฟ้า สัญญาณของการมีอยู่ของสนามไฟฟ้าในตัวนำคือการมีความต่างศักย์ที่ไม่เป็นศูนย์ระหว่างจุดสองจุดใดๆ ของตัวนำ

อย่างไรก็ตาม แรงไฟฟ้าไม่สามารถรักษากระแสไฟฟ้าได้เป็นเวลานาน การเคลื่อนที่โดยตรงของประจุไฟฟ้าหลังจากผ่านไประยะหนึ่งจะนำไปสู่การปรับศักย์ไฟฟ้าที่ปลายตัวนำให้เท่ากันและส่งผลให้สนามไฟฟ้าในนั้นหายไป เพื่อรักษากระแสในวงจรไฟฟ้า ประจุจะต้องอยู่ภายใต้แรงที่มีลักษณะที่ไม่ใช่ไฟฟ้า (แรงภายนอก) นอกเหนือจากแรงคูลอมบ์ อุปกรณ์ที่สร้างแรงภายนอก รักษาความต่างศักย์ในวงจร และแปลงพลังงานประเภทต่างๆ เป็นพลังงานไฟฟ้าเรียกว่าแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า

เงื่อนไขการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้า:

การปรากฏตัวของผู้ให้บริการชาร์จฟรี

· การมีอยู่ของความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น เหล่านี้เป็นเงื่อนไขสำหรับการเกิดกระแส เพื่อให้กระแสมีอยู่

· วงจรปิด

· แหล่งที่มาของแรงภายนอกที่รักษาความต่างศักย์

แรงใดๆ ที่กระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า ยกเว้นแรงไฟฟ้าสถิต (คูลอมบ์) เรียกว่าแรงภายนอก

แรงเคลื่อนไฟฟ้า

แรงเคลื่อนไฟฟ้า (EMF) เป็นปริมาณทางกายภาพสเกลาร์ที่แสดงลักษณะการทำงานของแรงภายนอก (ไม่มีศักย์) ในแหล่งกำเนิดกระแสตรงหรือกระแสสลับ ในวงจรไฟฟ้าแบบปิด EMF จะเท่ากับการทำงานของแรงเหล่านี้ในการเคลื่อนย้ายประจุบวกหนึ่งประจุไปตามวงจร

หน่วยของ EMF เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าคือโวลต์ เราสามารถพูดถึงแรงเคลื่อนไฟฟ้าได้ที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของวงจร แรงเคลื่อนไฟฟ้าของเซลล์กัลวานิกมีค่าเท่ากับการทำงานของแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนที่ประจุบวกหนึ่งประจุภายในองค์ประกอบจากขั้วลบไปยังขั้วบวก สัญญาณของ EMF จะถูกกำหนดขึ้นอยู่กับทิศทางที่เลือกโดยพลการของบายพาสส่วนของวงจรที่เปิดแหล่งกำเนิดกระแสอยู่

กฎของโอห์มสำหรับวงจรสมบูรณ์

ลองพิจารณาวงจรที่สมบูรณ์ที่ง่ายที่สุดซึ่งประกอบด้วยแหล่งกำเนิดกระแสและตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R แหล่งกำเนิดกระแสที่มีแรงเคลื่อนไฟฟ้า ε มีความต้านทาน r เรียกว่าความต้านทานภายในของแหล่งกำเนิดปัจจุบัน เพื่อให้ได้กฎของโอห์มสำหรับวงจรที่สมบูรณ์ เราใช้กฎการอนุรักษ์พลังงาน

ปล่อยให้ประจุ q ผ่านหน้าตัดของตัวนำในช่วงเวลา Δt จากนั้นตามสูตร งานที่ทำโดยแรงภายนอกเมื่อเคลื่อนที่ประจุ q เท่ากับ . จากคำจำกัดความของความแรงในปัจจุบันที่เรามี: q = IΔt เพราะฉะนั้น, .

เนื่องจากการทำงานของแรงภายนอก เมื่อกระแสไหลผ่านวงจร ปริมาณความร้อนจะถูกปล่อยออกมาที่ส่วนภายนอกและภายในของวงจร ตามกฎของจูล-เลนซ์ เท่ากัน:

ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน A st = Q ดังนั้น ดังนั้น emf ของแหล่งกำเนิดกระแสจึงเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าที่ตกในส่วนภายนอกและภายในของวงจร

บทเรียนฟิสิกส์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 8 ในหัวข้อ "พลังงานภายใน วิถีแห่งการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน"

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

• การก่อตัวของแนวคิด "พลังงานภายในของร่างกาย" ตาม MCT ของโครงสร้างของสสาร
• ทำความคุ้นเคยกับวิธีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในร่างกาย
• การก่อตัวของแนวคิดเรื่อง “การถ่ายเทความร้อน” และความสามารถในการประยุกต์ความรู้เกี่ยวกับ MCT ของโครงสร้างของสสารในการอธิบายปรากฏการณ์ทางความร้อน
• พัฒนาความสนใจในวิชาฟิสิกส์ด้วยการสาธิตตัวอย่างที่น่าสนใจของการปรากฏปรากฏการณ์ทางความร้อนในธรรมชาติและเทคโนโลยี
• เหตุผลความจำเป็นในการศึกษาปรากฏการณ์ทางความร้อนเพื่อประยุกต์ความรู้นี้ในชีวิตประจำวัน
• การพัฒนาความสามารถด้านสารสนเทศและการสื่อสารของนักศึกษา

ประเภทบทเรียน บทเรียนรวม.

ประเภทของบทเรียน บทเรียน - การนำเสนอ

รูปแบบบทเรียนการสนทนาเชิงโต้ตอบ การทดลองสาธิต เรื่องราว งานอิสระ

แบบฟอร์มการทำงานของนักศึกษาการทำงานเป็นทีม งานเดี่ยว งานกลุ่ม

อุปกรณ์: การนำเสนอทางอิเล็กทรอนิกส์ “พลังภายใน” วิธีเปลี่ยนพลังงานภายใน" คอมพิวเตอร์ โปรเจคเตอร์

ความคืบหน้าของบทเรียน

ช่วงเวลาขององค์กรสวัสดีตอนบ่าย วันนี้ในบทเรียนเราจะมาทำความรู้จักกับพลังงานประเภทอื่น ค้นหาว่ามันขึ้นอยู่กับอะไรและจะเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร

อัพเดทความรู้.

• การทำซ้ำแนวคิดพื้นฐาน พลังงาน พลังงานจลน์และพลังงานศักย์ งานเครื่องกล

การเรียนรู้เนื้อหาใหม่

ครู - นอกจากแนวคิดที่กล่าวมาข้างต้นแล้วยังควรจำไว้ว่าทั้งสองประเภทพลังงานกลสามารถแปลงร่าง (เปลี่ยนผ่าน) เข้าหากันได้ เช่น เมื่อร่างกายล้มลง พิจารณาลูกบอลที่ตกลงมาอย่างอิสระ เห็นได้ชัดว่าเมื่อตกลงมา ความสูงเหนือพื้นผิวจะลดลงและความเร็วเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าพลังงานศักย์ลดลงและพลังงานจลน์เพิ่มขึ้น ควรเข้าใจว่ากระบวนการทั้งสองนี้ไม่ได้เกิดขึ้นแยกกัน แต่เชื่อมโยงถึงกันและพวกเขาบอกว่าเป็นเช่นนั้นพลังงานศักย์กลายเป็นพลังงานจลน์.

เพื่อให้เข้าใจว่าพลังงานภายในของร่างกายคืออะไร จำเป็นต้องตอบคำถามต่อไปนี้ ร่างกายทั้งหมดทำมาจากอะไร?

นักเรียน - วัตถุประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างโกลาหลอย่างต่อเนื่องและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน

ครู - และหากพวกมันเคลื่อนที่และมีปฏิสัมพันธ์กัน พวกมันก็มีพลังงานจลน์และศักย์ซึ่งประกอบขึ้นเป็นพลังงานภายใน

นักเรียน. ปรากฎว่าร่างกายทุกคนมีพลังงานภายในเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิควรจะเท่ากัน แต่นี่ไม่เป็นเช่นนั้น

ครู. ไม่แน่นอน ร่างกายมีพลังงานภายในที่แตกต่างกัน และเราจะพยายามค้นหาว่าพลังงานภายในของร่างกายขึ้นอยู่กับอะไร และอะไรไม่ขึ้นอยู่กับ

คำนิยาม.

พลังงานจลน์การเคลื่อนที่ของอนุภาคและพลังงานศักย์ปฏิสัมพันธ์ของพวกเขาประกอบขึ้นพลังงานภายในของร่างกาย.

พลังงานภายในแสดงโดยและวัดได้เช่นเดียวกับพลังงานประเภทอื่นๆ ในหน่วย J (จูล)

ดังนั้นเราจึงมีสูตรพลังงานภายในร่างกายดังนี้- ใต้ไหน. หมายถึงพลังงานจลน์ของอนุภาคในร่างกายและโดย– พลังงานศักย์ของพวกเขา

จำบทเรียนก่อนหน้านี้ซึ่งเราพูดถึงความจริงที่ว่าการเคลื่อนไหวของอนุภาคของร่างกายนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยอุณหภูมิของมัน ในทางกลับกัน พลังงานภายในของร่างกายนั้นสัมพันธ์กับธรรมชาติ (กิจกรรม) ของการเคลื่อนไหวของ อนุภาค ดังนั้นพลังงานภายในและอุณหภูมิจึงเป็นแนวคิดที่สัมพันธ์กัน เมื่ออุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้น พลังงานภายในก็จะเพิ่มขึ้นด้วย และเมื่ออุณหภูมิลดลงก็จะลดลง

เราพบว่าพลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ มาดูวิธีเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกายกัน

คุณคุ้นเคยกับแนวคิดเกี่ยวกับงานทางกลของร่างกายแล้ว มันเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของร่างกายเมื่อมีการใช้แรงบางอย่างกับมัน หากทำงานทางกล พลังงานของร่างกายจะเปลี่ยนไป และอาจกล่าวได้เช่นเดียวกันโดยเฉพาะเกี่ยวกับพลังงานภายในของร่างกาย สะดวกในการพรรณนาสิ่งนี้ในแผนภาพ:

ครู ผู้คนรู้จักวิธีการเพิ่มพลังงานภายในร่างกายผ่านการเสียดสีมาตั้งแต่สมัยโบราณ นี่คือวิธีที่ผู้คนก่อไฟ เมื่อทำงานในเวิร์คช็อป เช่น กลึงชิ้นส่วนด้วยไฟล์ คุณจะสังเกตอะไรได้บ้าง -อะไหล่เริ่มร้อน- เมื่อบุคคลเป็นหวัด เขาเริ่มตัวสั่นโดยไม่สมัครใจ ทำไมคุณถึงคิด? -เมื่อตัวสั่นจะเกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ เนื่องจากการทำงานของกล้ามเนื้อ พลังงานภายในของร่างกายจะเพิ่มขึ้นและอุ่นขึ้น- ได้ข้อสรุปอะไรจากสิ่งที่กล่าวมา?

นักเรียน - พลังงานภายในร่างกายเปลี่ยนแปลงเมื่อทำงานเสร็จ หากร่างกายทำงาน พลังงานภายในก็จะลดลง และหากทำงานเสร็จแล้ว พลังงานภายในก็จะเพิ่มขึ้น

ครู - ในด้านเทคโนโลยี อุตสาหกรรม และการปฏิบัติในชีวิตประจำวัน เราเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกายอย่างต่อเนื่องเมื่อปฏิบัติงาน: การให้ความร้อนแก่ร่างกายในระหว่างการตีขึ้นรูป ระหว่างการกระแทก ทำงานโดยใช้ลมอัดหรือไอน้ำ.

ผ่อนคลายสักหน่อยแล้วเรียนรู้ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจจากประวัติศาสตร์ปรากฏการณ์ทางความร้อน (นักเรียนสองคนส่งข้อความสั้น ๆ ที่เตรียมไว้ล่วงหน้า)

ข้อความที่ 1. ปาฏิหาริย์เกิดขึ้นได้อย่างไร

เฮรอนแห่งอเล็กซานเดรีย ช่างเครื่องชาวกรีกโบราณ ผู้ประดิษฐ์น้ำพุตามชื่อของเขา ได้เล่าถึงวิธีการอันชาญฉลาดสองวิธีที่นักบวชชาวอียิปต์หลอกลวงผู้คนให้เชื่อในปาฏิหาริย์
ในรูปที่ 1 คุณเห็นแท่นบูชาโลหะกลวง และข้างใต้มีกลไกที่ซ่อนอยู่ในดันเจี้ยนที่ใช้เคลื่อนประตูวิหาร แท่นบูชายืนอยู่ข้างนอก เมื่อมีการจุดไฟ อากาศภายในแท่นบูชาเนื่องจากความร้อน ทำให้เกิดแรงกดดันต่อน้ำในภาชนะที่ซ่อนอยู่ใต้พื้นมากขึ้น จากเรือน้ำจะถูกดันออกผ่านท่อแล้วเทลงในถังซึ่งเมื่อลดลงจะเป็นการเปิดใช้งานกลไกที่หมุนประตู (รูปที่ 2) ผู้ชมที่ประหลาดใจไม่รู้สิ่งติดตั้งที่ซ่อนอยู่ใต้พื้น มองเห็น “ปาฏิหาริย์” ต่อหน้าพวกเขา ทันทีที่ไฟลุกโชนบนแท่นบูชา ประตูวิหาร “ฟังคำอธิษฐานของปุโรหิต” ก็สลายไป ถ้าด้วยตัวเอง...

เผยให้เห็น "ปาฏิหาริย์" ของนักบวชชาวอียิปต์: ประตูวิหารถูกเปิดโดยการเผาบูชายัญ

ข้อความ 2. ปาฏิหาริย์เกิดขึ้นได้อย่างไร

ปาฏิหาริย์ในจินตนาการอีกอย่างหนึ่งที่นักบวชทำแสดงไว้ในรูปที่. 3. เมื่อเปลวไฟลุกโชนบนแท่นบูชา อากาศขยายตัว ขจัดน้ำมันออกจากอ่างเก็บน้ำด้านล่างลงในท่อที่ซ่อนอยู่ภายในร่างของปุโรหิต แล้วน้ำมันก็เติมลงในไฟอย่างอัศจรรย์... แต่ทันทีที่ นักบวชที่ดูแลแท่นบูชานี้ถอดปลั๊กออกจากอ่างเก็บน้ำฝาอย่างเงียบ ๆ - และการเทน้ำมันก็หยุดลง (เพราะอากาศส่วนเกินหลุดรอดผ่านรูได้อย่างอิสระ) นักบวชใช้กลอุบายนี้เมื่อเครื่องบูชาของผู้สักการะมีน้อยเกินไป

ครู. เราทุกคนคุ้นเคยกับชายามเช้ามากแค่ไหน! เป็นการดีมากที่ได้ชงชา เทน้ำตาลลงในถ้วยแล้วดื่มเล็กน้อยด้วยช้อนอันเล็ก สิ่งเดียวที่ไม่ดี - ช้อนร้อนเกินไป! เกิดอะไรขึ้นกับช้อน? ทำไมอุณหภูมิของเธอถึงสูงขึ้น? เหตุใดพลังงานภายในของเธอจึงเพิ่มขึ้น? เราทำงานเสร็จแล้วหรือยัง?

นักเรียน - ไม่พวกเขาไม่ได้

ครู - เรามาดูกันว่าเหตุใดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในจึงเกิดขึ้น

ในตอนแรก อุณหภูมิของน้ำจะสูงกว่าอุณหภูมิของช้อน ดังนั้น ความเร็วของโมเลกุลของน้ำจึงมากกว่า ซึ่งหมายความว่าโมเลกุลของน้ำมีพลังงานจลน์มากกว่าอนุภาคของโลหะที่ใช้ในการผลิตช้อน เมื่อพวกมันชนกับอนุภาคโลหะ โมเลกุลของน้ำจะถ่ายเทพลังงานส่วนหนึ่งไปให้พวกมัน และพลังงานจลน์ของอนุภาคโลหะจะเพิ่มขึ้น และพลังงานจลน์ของโมเลกุลน้ำจะลดลง วิธีการเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกายนี้เรียกว่าการถ่ายเทความร้อน - ในชีวิตประจำวันของเราเรามักจะเจอปรากฏการณ์นี้ ตัวอย่างเช่น ในน้ำ เมื่อนอนบนพื้นหรือในหิมะ ร่างกายจะเย็นลง ซึ่งอาจนำไปสู่โรคหวัดหรืออาการบวมเป็นน้ำเหลืองได้ ในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง เป็ดจะปีนลงไปในน้ำด้วยความเต็มใจ ทำไมคุณถึงคิด? -ในช่วงที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง อุณหภูมิของน้ำจะสูงกว่าอุณหภูมิอากาศโดยรอบอย่างมาก ดังนั้น นกจะเย็นลงในน้ำน้อยกว่าในอากาศ) การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นได้หลายวิธี แต่เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในบทเรียนหน้า

ดังนั้นจึงมีสองวิธีในการเปลี่ยนพลังงานภายใน ที่?

นักเรียน - ประสิทธิภาพการทำงานและการถ่ายเทความร้อน

การรวมเนื้อหาที่ศึกษามาดูกันว่าคุณได้เรียนรู้เนื้อหาใหม่จากบทเรียนวันนี้ดีแค่ไหน. ฉันจะถามคำถามและคุณจะพยายามตอบคำถามเหล่านั้น

คำถามที่ 1 - เทน้ำเย็นลงในแก้วหนึ่งส่วนอีกแก้วเทน้ำเดือดในปริมาณเท่ากัน น้ำในแก้วไหนมีพลังงานภายในมากกว่ากัน? (ในวินาทีนั้นเพราะว่าอุณหภูมิมันสูงขึ้น)

คำถามที่ 2. แท่งทองแดงสองแท่งมีอุณหภูมิเท่ากัน แต่มวลของแท่งหนึ่งคือ 1 กก. และอีกแท่งคือ 0.5 กก. แท่งทั้งสองที่ให้มาอันไหนมีพลังงานภายในมากกว่า? (อันแรกเพราะมีมวลมากกว่า)

คำถามที่ 3. ค้อนจะร้อนเมื่อถูกกระแทก เช่น บนทั่งตีเหล็ก และเมื่อถูกแสงแดดในวันฤดูร้อน บอกวิธีเปลี่ยนพลังงานภายในของค้อนในทั้งสองกรณี (ในกรณีแรกงานเสร็จสิ้นและในกรณีที่สองคือการถ่ายเทความร้อน)

คำถามที่ 4 - เทน้ำลงในแก้วโลหะ ข้อใดต่อไปนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของน้ำ (1, 3)

1. ต้มน้ำบนเตาร้อน
2. ทำงานบนน้ำโดยนำมันไปข้างหน้าพร้อมกับแก้วน้ำ
3. ทำงานบนน้ำโดยผสมกับเครื่องผสม

ครู - และตอนนี้ฉันขอแนะนำให้คุณทำงานด้วยตัวเอง (นักเรียนแบ่งออกเป็น 6 กลุ่มและงานต่อไปจะดำเนินการเป็นกลุ่ม) ด้านหน้าของคุณมีกระดาษแผ่นหนึ่งซึ่งมีงานสามอย่าง

ภารกิจที่ 1 ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในร่างกายในปรากฏการณ์ต่อไปนี้

1. น้ำร้อนด้วยหม้อไอน้ำ
2. ทำให้อาหารเย็นอยู่ในตู้เย็น
3. การจุดไฟของไม้ขีดเมื่อชนกับกล่อง
4. ความร้อนและการเผาไหม้ที่รุนแรงของดาวเทียมโลกเทียมเมื่อเข้าสู่ชั้นบรรยากาศหนาแน่นด้านล่าง
5. หากคุณงอลวดอย่างรวดเร็วในที่เดิมโดยเริ่มจากทิศทางเดียวจากนั้นไปอีกด้านหนึ่งสถานที่นี้จะร้อนมาก
6. การทำอาหาร;
7. หากคุณไถลลงเสาหรือเชือกอย่างรวดเร็ว คุณสามารถเผามือของคุณได้
8. ทำความร้อนน้ำในสระในวันฤดูร้อน
9. เมื่อตอกตะปู หัวของมันจะร้อนขึ้น
10. ไม้ขีดจะสว่างขึ้นเมื่อวางลงในเปลวเทียน

สำหรับสองกลุ่ม – มีแรงเสียดทาน อีกสองกลุ่ม - ระหว่างการกระแทก และอีกสองกลุ่ม - ระหว่างการบีบอัด

การสะท้อนกลับ

• วันนี้คุณเรียนรู้สิ่งใหม่หรือน่าสนใจอะไรบ้างในชั้นเรียน?
• คุณเรียนรู้เนื้อหาที่คุณครอบคลุมได้อย่างไร?
• ความยากลำบากคืออะไร? คุณจัดการเพื่อเอาชนะพวกเขาได้หรือไม่?
• ความรู้ที่คุณได้รับในบทเรียนวันนี้จะเป็นประโยชน์กับคุณหรือไม่?

สรุปบทเรียน.วันนี้เรามาทำความรู้จักกับแนวคิดพื้นฐานของหัวข้อ “ปรากฏการณ์ความร้อน” พลังงานภายในและการถ่ายเทความร้อน และเริ่มคุ้นเคยกับวิธีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกาย ความรู้ที่ได้รับจะช่วยคุณอธิบายและทำนายกระบวนการทางความร้อนที่คุณจะพบในชีวิต

การบ้าน- § 2, 3. งานทดลอง:

1. ใช้เทอร์โมมิเตอร์ที่บ้านเพื่อวัดอุณหภูมิของน้ำที่เทลงในขวดหรือขวด
   ปิดภาชนะให้แน่นแล้วเขย่าแรงๆ เป็นเวลา 10-15 นาที จากนั้นจึงวัดอุณหภูมิอีกครั้ง
   เพื่อป้องกันการถ่ายเทความร้อนจากมือ ให้สวมถุงมือหรือห่อภาชนะด้วยผ้าเช็ดตัว
   คุณใช้วิธีการใดในการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน? อธิบาย.
2. ใช้หนังยางผูกกับวงแหวน ติดไว้ที่หน้าผากและสังเกตอุณหภูมิ ใช้นิ้วจับยาง ยืดออกแรงหลายๆ ครั้ง และเมื่อยืดออก ให้กดอีกครั้งที่หน้าผาก สรุปเกี่ยวกับอุณหภูมิและสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง

ดูตัวอย่าง:

หากต้องการใช้การแสดงตัวอย่างการนำเสนอ ให้สร้างบัญชี Google และลงชื่อเข้าใช้:

พลังงานภายในของร่างกายไม่ใช่ค่าคงที่บางประเภท ก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในกายเดียวกัน

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานภายในของร่างกายจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเพิ่มขึ้น

เป็นผลให้พลังงานจลน์ของโมเลกุลของร่างกายนี้เพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิลดลง พลังงานภายในร่างกายก็จะลดลงตามไปด้วย.

ดังนั้น, พลังงานภายในของร่างกายเปลี่ยนแปลงเมื่อความเร็วการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเปลี่ยนไป.

ลองหาวิธีเพิ่มหรือลดความเร็วการเคลื่อนที่ของโมเลกุล เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน มาติดท่อทองเหลืองผนังบางเข้ากับขาตั้ง (รูปที่ 3) เทอีเทอร์ลงในหลอดแล้วปิดด้วยจุก จากนั้นเราจะพันท่อด้วยเชือกแล้วเริ่มเคลื่อนไปในทิศทางหนึ่งอย่างรวดเร็วจากนั้นไปอีกทางหนึ่ง หลังจากนั้นครู่หนึ่ง อีเทอร์จะเดือดและไอน้ำจะดันปลั๊กออก ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าพลังงานภายในของอีเธอร์เพิ่มขึ้น หลังจากนั้นมันก็ร้อนขึ้นและเดือดด้วยซ้ำ

ข้าว. 3. การเพิ่มพลังงานภายในร่างกายเมื่อทำงาน

พลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้นจากการทำงานเมื่อถูท่อด้วยเชือก

การให้ความร้อนแก่ร่างกายยังเกิดขึ้นระหว่างการกระแทก การยืดออก และการโค้งงอ เช่น ระหว่างการเสียรูป พลังงานภายในของร่างกายในตัวอย่างข้างต้นทั้งหมดเพิ่มขึ้น

เพราะฉะนั้น, พลังงานภายในของร่างกายสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการทำงานกับร่างกาย.

ถ้าร่างกายทำหน้าที่ของมันเอง พลังงานภายในลดลง.

เรามาทำการทดลองต่อไปนี้กัน

เราสูบลมเข้าไปในภาชนะแก้วที่มีผนังหนาโดยปิดด้วยจุกผ่านรูพิเศษในนั้น (รูปที่ 4)

ข้าว. 4. พลังงานภายในร่างกายลดลงเมื่อร่างกายทำงานเอง

หลังจากนั้นครู่หนึ่ง ไม้ก๊อกก็จะหลุดออกจากภาชนะ ทันทีที่ไม้ก๊อกหลุดออกจากภาชนะ ก็จะเกิดหมอกขึ้น รูปลักษณ์ภายนอกหมายความว่าอากาศในถังเย็นลง อากาศอัดในถังที่ดันปลั๊กออกมาจะทำงานได้ เขาทำงานนี้โดยสูญเสียพลังงานภายในซึ่งลดลง พลังงานภายในที่ลดลงสามารถตัดสินได้จากการระบายความร้อนของอากาศในถัง ดังนั้น, พลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการทำงาน.

พลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้อีกทางหนึ่งโดยไม่ต้องทำงาน ตัวอย่างเช่น น้ำเดือดในกาต้มน้ำที่วางอยู่บนเตา อากาศและวัตถุต่างๆ ในห้องได้รับความร้อนจากหม้อน้ำทำความร้อนส่วนกลาง หลังคาบ้านได้รับความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์ ฯลฯ ในทุกกรณี อุณหภูมิของร่างกายจะเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าพลังงานภายในจะเพิ่มขึ้น แต่งานยังไม่เสร็จ

วิธี, การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในสามารถเกิดขึ้นได้ไม่เพียงแต่เป็นผลมาจากงานที่ทำเสร็จแล้วเท่านั้น.

เราจะอธิบายการเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในในกรณีเหล่านี้ได้อย่างไร?

ลองพิจารณาตัวอย่างต่อไปนี้

วางเข็มถักโลหะลงในแก้วน้ำร้อน พลังงานจลน์ของโมเลกุลน้ำร้อนมีค่ามากกว่าพลังงานจลน์ของอนุภาคโลหะเย็น โมเลกุลของน้ำร้อนเมื่อมีปฏิกิริยากับอนุภาคโลหะเย็นจะถ่ายโอนพลังงานจลน์บางส่วนไปให้พวกมัน ด้วยเหตุนี้พลังงานของโมเลกุลของน้ำจะลดลงโดยเฉลี่ย และพลังงานของอนุภาคโลหะก็จะเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของน้ำจะลดลง และอุณหภูมิของซี่ล้อโลหะจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น หลังจากนั้นครู่หนึ่ง อุณหภูมิจะเท่ากัน ประสบการณ์นี้แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงในพลังงานภายในของร่างกาย

ดังนั้น, พลังงานภายในของร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการถ่ายเทความร้อน.

กระบวนการเปลี่ยนพลังงานภายในโดยไม่ส่งผลต่อร่างกายหรือร่างกายเองเรียกว่าการถ่ายเทความร้อน

การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นในทิศทางที่แน่นอนเสมอ: จากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า

เมื่ออุณหภูมิของร่างกายเท่ากัน การถ่ายเทความร้อนจะหยุดลง

พลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้สองวิธี: โดยการทำงานทางกลหรือโดยการถ่ายเทความร้อน

ในทางกลับกันสามารถดำเนินการถ่ายเทความร้อนได้: 1) การนำความร้อน 2) การพาความร้อน; 3) การแผ่รังสี.

คำถาม

1. ใช้รูปที่ 3 บอกว่าพลังงานภายในของร่างกายเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อทำงานเสร็จแล้ว
2. อธิบายการทดลองที่แสดงว่าร่างกายสามารถทำงานได้โดยใช้พลังงานภายใน
3. ยกตัวอย่างการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในร่างกายโดยการถ่ายเทความร้อน
4. อธิบายตามโครงสร้างโมเลกุลของสาร การให้ความร้อนของเข็มถักที่จุ่มอยู่ในน้ำร้อน
5. การถ่ายเทความร้อนคืออะไร?
6. สองวิธีในการเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกายมีอะไรบ้าง?

แบบฝึกหัดที่ 2

1. แรงเสียดทานมีผลกับร่างกาย พลังงานภายในร่างกายเปลี่ยนแปลงหรือไม่? เราจะตัดสินเรื่องนี้ด้วยสัญญาณอะไร?
2. เมื่อโรยตัวอย่างรวดเร็ว มือของคุณจะร้อน อธิบายว่าเหตุใดจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้

ออกกำลังกาย

วางเหรียญไว้บนแผ่นไม้อัดหรือกระดานไม้ กดเหรียญลงบนกระดานแล้วเคลื่อนอย่างรวดเร็วไปในทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง สังเกตว่าคุณต้องขยับเหรียญกี่ครั้งเพื่อให้มันอุ่นร้อน สรุปความเชื่อมโยงระหว่างงานที่ทำกับการเพิ่มพลังงานภายในร่างกาย

พลังงานภายในร่างกายไม่สามารถเป็นค่าคงที่ได้ มันสามารถเปลี่ยนแปลงในร่างกายใดก็ได้ หากคุณเพิ่มอุณหภูมิของร่างกายพลังงานภายในก็จะเพิ่มขึ้นเพราะว่า ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นพลังงานจลน์ของโมเลกุลของร่างกายจึงเพิ่มขึ้น และในทางกลับกัน เมื่ออุณหภูมิลดลง พลังงานภายในร่างกายก็จะลดลง

เราสามารถสรุปได้: พลังงานภายในของร่างกายเปลี่ยนแปลงหากความเร็วการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเปลี่ยนแปลงลองพิจารณาว่าจะใช้วิธีใดเพื่อเพิ่มหรือลดความเร็วการเคลื่อนที่ของโมเลกุลได้ พิจารณาการทดลองต่อไปนี้ มาติดท่อทองเหลืองที่มีผนังบางเข้ากับขาตั้งกันดีกว่า เติมอีเทอร์ลงในหลอดแล้วปิดด้วยจุก จากนั้นเราก็ผูกมันด้วยเชือกและเริ่มขยับเชือกไปในทิศทางต่างๆ หลังจากผ่านไประยะหนึ่ง อีเทอร์จะเดือด และพลังของไอน้ำจะดันปลั๊กออก ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าพลังงานภายในของสสาร (อีเทอร์) เพิ่มขึ้น หลังจากนั้นอุณหภูมิก็เปลี่ยนไปในขณะเดียวกันก็เดือด

พลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นเกิดขึ้นเนื่องจากงานที่ทำเมื่อท่อถูกถูด้วยเชือก

ดังที่เราทราบ ความร้อนของร่างกายอาจเกิดขึ้นได้ในระหว่างการกระแทก การงอ หรือการยืดออก หรือพูดง่ายๆ ก็คือระหว่างการเปลี่ยนรูป จากตัวอย่างทั้งหมดที่ให้มา พลังงานภายในของร่างกายเพิ่มขึ้น

ดังนั้นพลังงานภายในร่างกายจึงสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการทำงานกับร่างกาย

หากร่างกายทำงานเอง พลังงานภายในจะลดลง

ลองพิจารณาการทดลองอื่น

เราสูบลมเข้าไปในภาชนะแก้วที่มีผนังหนาและปิดด้วยจุกปิดผ่านรูที่ทำขึ้นเป็นพิเศษ

หลังจากนั้นครู่หนึ่งจุกไม้ก๊อกก็จะลอยออกจากเรือ ทันทีที่จุกบินออกจากตัวเรือเราจะมองเห็นการก่อตัวของหมอก ผลที่ตามมาคือการก่อตัวของมันทำให้อากาศในถังเย็นลง อากาศอัดที่อยู่ในถังจะทำงานในระดับหนึ่งเมื่อดันปลั๊กออก เขาทำงานนี้เพราะพลังงานภายในของเขาลดลง ข้อสรุปเกี่ยวกับการลดลงของพลังงานภายในสามารถสรุปได้จากการระบายความร้อนของอากาศในถัง ดังนั้น, พลังงานภายในร่างกายสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการทำงานบางอย่าง

อย่างไรก็ตามพลังงานภายในสามารถเปลี่ยนแปลงไปได้อีกทางหนึ่งโดยไม่ต้องทำงาน ลองพิจารณาตัวอย่าง: น้ำในกาต้มน้ำที่วางอยู่บนเตากำลังเดือด อากาศตลอดจนวัตถุอื่นๆ ในห้องได้รับความร้อนจากหม้อน้ำส่วนกลาง ในกรณีเช่นนี้พลังงานภายในจะเพิ่มขึ้นเพราะว่า อุณหภูมิร่างกายเพิ่มขึ้น แต่งานยังไม่เสร็จ ดังนั้นเราจึงสรุป การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในอาจไม่เกิดขึ้นเนื่องจากผลงานจำนวนหนึ่ง

ลองดูอีกตัวอย่างหนึ่ง

วางเข็มถักโลหะลงในแก้วน้ำ พลังงานจลน์ของโมเลกุลน้ำร้อนมีค่ามากกว่าพลังงานจลน์ของอนุภาคโลหะเย็น โมเลกุลของน้ำร้อนจะถ่ายโอนพลังงานจลน์บางส่วนไปยังอนุภาคโลหะเย็น ดังนั้นพลังงานของโมเลกุลของน้ำจะลดลงในลักษณะใดลักษณะหนึ่ง ในขณะที่พลังงานของอนุภาคโลหะจะเพิ่มขึ้น อุณหภูมิของน้ำจะลดลง และอุณหภูมิของเข็มถักจะช้าลง จะเพิ่มขึ้น ในอนาคตความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิของเข็มถักกับน้ำจะหายไป จากประสบการณ์นี้ เราจึงเห็นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของร่างกายต่างๆ เราสรุป: พลังงานภายในของวัตถุต่างๆ เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการถ่ายเทความร้อน

กระบวนการแปลงพลังงานภายในโดยไม่ต้องทำงานเฉพาะกับร่างกายหรือร่างกายเรียกว่า การถ่ายเทความร้อน

ยังมีคำถามอยู่ใช่ไหม? ไม่รู้จะทำการบ้านยังไง?
เพื่อขอความช่วยเหลือจากครูสอนพิเศษ -.
บทเรียนแรกฟรี!

blog.site เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มาดั้งเดิม