Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії

Тема: Внутрішня енергія. Зміна внутрішньої енергії. Внутрішня та механічна енергія. Способи зміни внутрішньої енергії. Кількість теплоти. Зміна внутрішньої енергії при виконанні роботи.

Мета уроку:

Навчальна: сформувати уявлення про внутрішню енергію, способи її зміни; пояснити відмінність між внутрішньою та механічною енергією; ввести поняття «кількість теплоти»; розкрити зв’язок між роботою і зміною внутрішньої енергії.
Розвивальна: розвивати вміння порівнювати фізичні величини, аналізувати приклади з життя, застосовувати знання до пояснення явищ.
Виховна: формувати науковий світогляд, зацікавленість у пізнанні природи, екологічне мислення.

Обладнання: свічка, металевий цвях, термометр, гумовий насос, дослід з нагріванням води, презентація, мультимедіа.

Хід уроку

1. Організаційний момент (2 хв)

Привітання, перевірка присутніх.
Мотиваційне запитання: «Чому велосипедні шини нагріваються при накачуванні? Чому металевий цвях стає теплим, якщо його довго забивати молотком?»

2. Актуалізація опорних знань (5 хв)

Що таке енергія?
Які види механічної енергії ви знаєте?
Чи може тіло мати енергію, не рухаючись?

3. Вивчення нового матеріалу (25 хв)

3.1. Внутрішня енергія (пояснення з прикладами)

Визначення: внутрішня енергія — це сума кінетичної енергії хаотичного руху молекул і потенціальної енергії їх взаємодії.
Приклади: підігрівання води, тертя рук, нагрівання шин.

3.2. Внутрішня та механічна енергія

Порівняння:
- Механічна енергія залежить від руху чи положення тіла як цілого.
- Внутрішня енергія — від руху і взаємодії частинок всередині тіла.

3.3. Способи зміни внутрішньої енергії

Виконання роботи (тертя, стискання газу).
Теплопередача (теплопровідність, конвекція, випромінювання).

3.4. Кількість теплоти

Визначення: фізична величина, що характеризує зміну внутрішньої енергії при теплопередачі.
Позначення: $Q$ . Одиниця: джоуль (Дж).

3.5. Зміна внутрішньої енергії при виконанні роботи

Приклад: насос нагрівається при накачуванні шин.
Робота зовнішніх сил → зростає кінетична енергія молекул → збільшується внутрішня енергія.

4. Закріплення знань (10 хв)

Наведіть приклади з побуту, коли внутрішня енергія змінюється виконанням роботи.
Чому від тертя гальмівні колодки автомобіля нагріваються?
Якщо чай охолоджується в кімнаті — це теплопередача чи виконання роботи?

Міні-тест (усно/письмово):

Внутрішня енергія — це …
Назвіть два способи зміни внутрішньої енергії.
Що таке кількість теплоти і в чому вона вимірюється?
Наведіть приклад, коли внутрішня енергія змінюється під час виконання роботи.