Тема Тепловые явления и изменение агрегатных состояний вещества

Методическая разработка для аудиторной работы №1-8 по теме
«Внутренняя энергия и способы её изменения».
Капля масла объёмом 0,01 мм3 растеклась по поверхности воды тонким слоем, площадь которого 10 дм2 . Какой вывод о размерах молекул можно сделать из этого факта?
Объясните на основе молекулярно-кинетической теории, чем отличается холодная вода от теплой?
Плотно закрытую пробирку с холодной водой поставили в горячую воду. Изменились ли кинетическая и потенциальная энергии молекул воды в пробирке? Как изменилась внутренняя энергия воды, и каким способом?
В каком случае покрышка автомобиля при его движении больше нагреется: когда она слабо надута или надута хорошо? За счет чего изменяется внутренняя энергия воздуха в шинах?
Чем объяснить, что при вколачивании гвоздя его шляпка почти не нагревается, но, когда гвоздь вбит, достаточно нескольких ударов, чтобы шляпка сильно нагрелась?
Почему утром на морском побережье ветер дует с моря, а вечером обратно?
Почему ясная ночь холоднее, чем облачная?
Почему на зиму многие теплолюбивые растения укрывают опавшей листвой или лапником?
При какой температуре и металл, и дерево будут казаться на ощупь одинаково нагретыми?
Почему оконные стекла начинают замерзать снизу и в большей мере, чем сверху?
Почему самолёты окрашивают в серебристый цвет?
Почему в холодную погоду кошки и собаки спят, свернувшись клубком?


Домашнее задание №1-8 по теме
«Внутренняя энергия и способы её изменения».
Капля масла объёмом 0,003 мм3 растеклась по поверхности воды тонким слоем. Зная, что средний диаметр молекулы масла равен 0,0000001 мм, определите площадь слоя масла на поверхности воды.
Известно, что чем больше скорость движения молекул тела, тем выше его температура. Почему же не нагревается пуля во время полёта, выстрелянная в тире из пневматического ружья, хотя все её молекулы движутся к мишени с большей скоростью?
Почему при быстром скольжении вниз по шесту или канату можно обжечь руки?
В горячий суп одновременно опустили деревянную и металлическую ложки. Какая из ложек быстрее нагреется? Почему?
Над костром висит котелок с водой. Какой вид теплопередачи играет главную роль в передаче тепла от костра к котелку? К воде?
Почему цистерны и канистры с горючим окрашивают в светлые или серебристые цвета?
Основные понятия, формулы.
Тепловое движение - беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела. Движение отдельных молекул вещества называется механическим.
Размеры и масса молекул:
m=m0n, где m – масса тела, m0 – масса молекулы, n – количество молекул.
d0- диаметр молекулы можно вычислить, зная объем вещества и количество молекул (для твердых тел и жидкостей). При этом считается, что молекулы вещества плотно упакованы, т.е. расстоянием между молекулами пренебрегают.
Температура – мера средней кинетической энергии движения частиц.
Внутренняя энергия тела – энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. Она не зависит ни от механического движения тела, ни от положения этого тела относительно других тел.
Способы изменения внутренней энергии – теплопередача и совершение работы над телом или самим телом.
Виды теплопередачи:
теплопроводность (перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц), переноса вещества не происходит; лучшей теплопроводностью обладают металлы, средней – жидкости и худшей - газы; у вакуума теплопроводность нулевая.
конвекция (перенос энергии струями жидкости или газа), происходит перенос вещества;
излучение (перенос энергии определённым видом электромагнитного излучения – тепловыми лучами), осуществляется во всех средах и в вакууме; количество испускаемой энергии при излучении зависит от площади поверхности излучающего тела и его температуры; при поглощении энергии количество поглощенной энергии зависит от цвета поглощающей поверхности и её площади; тела, имеющие, темную поверхность лучше поглощают энергию, чем светлые.





























Домашнее задание №1-8 по теме
«Внутренняя энергия и способы её изменения».
Капля масла объёмом 0,003 мм3 растеклась по поверхности воды тонким слоем. Зная, что средний диаметр молекулы масла равен 0,0000001 мм, определите площадь слоя масла на поверхности воды.
Известно, что чем больше скорость движения молекул тела, тем выше его температура. Почему же не нагревается пуля во время полёта, выстрелянная в тире из пневматического ружья, хотя все её молекулы движутся к мишени с большей скоростью?
Почему при быстром скольжении вниз по шесту или канату можно обжечь руки?
В горячий суп одновременно опустили деревянную и металлическую ложки. Какая из ложек быстрее нагреется? Почему?
Над костром висит котелок с водой. Какой вид теплопередачи играет главную роль в передаче тепла от костра к котелку? К воде?
Почему цистерны и канистры с горючим окрашивают в светлые или серебристые цвета?
Основные понятия, формулы.
Тепловое движение - беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела. Движение отдельных молекул вещества называется механическим.
Размеры и масса молекул:
m=m0n, где m – масса тела, m0 – масса молекулы, n – количество молекул.
d0- диаметр молекулы можно вычислить, зная объем вещества и количество молекул (для твердых тел и жидкостей). При этом считается, что молекулы вещества плотно упакованы, т.е. расстоянием между молекулами пренебрегают.
Температура – мера средней кинетической энергии движения частиц.
Внутренняя энергия тела – энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. Она не зависит ни от механического движения тела, ни от положения этого тела относительно других тел.
Способы изменения внутренней энергии – теплопередача и совершение работы над телом или самим телом.
Виды теплопередачи:
теплопроводность (перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц), переноса вещества не происходит; лучшей теплопроводностью обладают металлы, средней – жидкости и худшей - газы; у вакуума теплопроводность нулевая.
конвекция (перенос энергии струями жидкости или газа), происходит перенос вещества;
излучение (перенос энергии определённым видом электромагнитного излучения – тепловыми лучами), осуществляется во всех средах и в вакууме; количество испускаемой энергии при излучении зависит от площади поверхности излучающего тела и его температуры; при поглощении энергии количество поглощенной энергии зависит от цвета поглощающей поверхности и её площади; тела, имеющие, темную поверхность лучше поглощают энергию, чем светлые.
Ответы.

30м2












Решение аудиторной работы №1-8 по теме
«Внутренняя энергия и способы её изменения»

Вычислим диаметр молекулы по формуле d=V/S. Получим d=10-10м.
Температура холодной воды ниже, т.е. средняя скорость теплового движения её молекул меньше.
Увеличились. Теплопередача. Внутренняя энергия увеличилась.
Когда надута слабо, т.к. она большей площадью соприкасается с поверхностью земли. За счёт совершения механической работы над шиной.
В первом случае совершаемая работа идет на изменение кинетической энергии гвоздя, во втором – на увеличение внутренней энергии.
Т.к. суша нагревается быстрее, чем вода, то конвективные потоки горячего воздуха над сушей всплывают вверх, а более холодные и плотные потоки воздуха с моря поступают на сушу. Вечером, т.к. суша остывает быстрее, более холодный и плотный воздух с суши вытесняет теплые конвективные потоки над морем.
Т.к. тёплым конвективным потокам не препятствуют облака, и не происходит циркуляции воздуха.
Лапник и т.д. обладают плохой теплопроводностью за счёт воздуха, находящегося между иглами и ветками, а также за счёт уменьшения циркуляции воздуха.
При температуре тела человека, касающегося предметов, т.к. теплообмена между телом человека и предметом не происходит.
У пола располагаются более холодные и плотные слои воздуха, содержащие водяные пары. Пары, соприкасаясь со стеклом, конденсируются и отвердевают.
Для уменьшения доли поглощенной энергии. Большую часть излучения они отражают.
Здесь дело в уменьшении площади поверхности, а значит, количество излученной энергии будет меньше. Кроме того, части тела излучают энергию, которую поглощают соприкасающиеся части тела. А также шерсть обладает плохой теплопроводностью, т.к. между волокнами шерсти находится воздух.



Решение домашней работы №1-8 по теме
«Внутренняя энергия и способы её изменения»

Вычислим площадь пятна по формуле S=V/d . S=30м2.
Температура характеризуется скоростью теплового (хаотического) движения молекул данного т ела. Когда пуля летит, то все его молекулы движутся одинаково прямолинейно, а не хаотично.
Над руками совершается работа (работа силы трения). Вследствие этого внутренняя энергия рук растёт.
Металлическая, т.к. она обладает лучшей теплопроводностью, чем деревянная. Между супом и ложками осуществляется обмен энергией путем теплопроводности. Внутренняя энергия супа уменьшается, ложек – растёт.
К котелку – конвекция, к воде – теплопроводность.
Чтобы они меньше нагревались излучением, т.к. светлые поверхности большую часть излучения отражают.
Заголовок 115