Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії

Презентація ЗАВАНТАЖИТИ

Домашнє завдання ЗАВАНТАЖИТИ

Головне на уроці

Внутрішня енергія. Способи зміни внутрішньої енергії

1. Що таке внутрішня енергія?

Усі речовини складаються з частинок — атомів, молекул або йонів, які безперервно рухаються та взаємодіють між собою.

Внутрішня енергія тіла — це сума кінетичних енергій хаотичного руху частинок тіла та потенціальних енергій їхньої взаємодії.

Внутрішню енергію позначають (U). Одиниця вимірювання в SI — джоуль (Дж).

Внутрішня енергія залежить від:

• температури тіла;
• маси тіла;
• речовини, з якої складається тіло;
• агрегатного стану речовини.

Важливо! Внутрішня енергія є навіть у нерухомого тіла, адже його частинки продовжують рухатися та взаємодіяти.

2. Способи зміни внутрішньої енергії

Внутрішню енергію тіла можна змінити двома способами:

1. Виконанням роботи.

Якщо над тілом виконують роботу, його внутрішня енергія може збільшуватися. Якщо тіло виконує роботу за рахунок своєї внутрішньої енергії, вона може зменшуватися.

Приклади:

• під час тертя долоні нагріваються;
• під час стискання газу він нагрівається;
• під час швидкого накачування велосипедної шини насос може нагріватися.

2. Теплопередачею (теплообміном).

Теплопередача — це процес зміни внутрішньої енергії тіла без виконання роботи над ним або самим тілом.

Енергія самовільно передається від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою температурою.

Приклади:

• гарячий чай охолоджується в кімнаті;
• ложка нагрівається в гарячій воді;
• сніг тане в теплій кімнаті.

3. Порівняння способів зміни внутрішньої енергії

Виконання роботи	Теплопередача
Внутрішня енергія змінюється внаслідок виконання роботи	Внутрішня енергія змінюється внаслідок передавання енергії
Тертя долонь одна об одну	Нагрівання рук біля теплого предмета
Стискання газу	Нагрівання води на плиті

4. Теплообмін і теплова рівновага

Під час контакту тіл із різними температурами відбувається теплообмін: більш нагріте тіло віддає енергію, а менш нагріте — отримує її.

Теплова рівновага — стан, за якого тіла мають однакову температуру й між ними не відбувається результуючого передавання теплоти.

Запам’ятай

• Внутрішня енергія складається з кінетичної енергії хаотичного руху частинок і потенціальної енергії їхньої взаємодії.
• Позначення внутрішньої енергії — (U), одиниця вимірювання — джоуль (Дж).
• Внутрішню енергію можна змінити виконанням роботи або теплопередачею.
• Теплота передається самовільно від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою.
• Під час теплообміну енергія передається, а не зникає.

 

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):

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