🗊Презентация Внутренняя энергия. Температура

Внутренняя энергия. Температура

Закон сохранения энергии

Основные положения МКТ Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. Основные положения МКТ: Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул, которые сами состоят из атомов. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу (притягиваются и отталкиваются).

Фазы вещества и тепловые процессы

Взаимные превращения жидкостей и газов Парообразование – это переход вещества из жидкого состояния в газообразное. Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое. Испарение – это парообразование, происходящее со свободной поверхности жидкости. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, испарение – это процесс, при котором с поверхности жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, кинетическая энергия которых превышает энергию их связи с остальными молекулами жидкости. Это приводит к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул, т. е. к охлаждению жидкости. При конденсации происходит выделение некоторого количества теплоты в окружающую среду.

Испарение и конденсация

Кипение L – удельная теплота парообразования

Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и кристаллизация Плавление — переход вещества из твёрдого состояния в жидкое. Отвердевание или кристаллизация - переход вещества из жидкого состояния в твердое. Температура при которой вещество начинает плавиться называется температурой плавления. Во время плавления вещества его температура не изменяется, т.к. энергия, получаемая веществом, тратится на разрушение кристаллической решетки. При отвердевании образуется кристаллическая решетка, при этом энергия выделяется и температура вещества не изменяется. У аморфных тел нет определенной температуры плавления.

Плавление и отвердевание

Температура и тепловое движение

Тепловое движение. Температура Тепловое движение – беспорядочное движение молекул вещества. В жидкостях и газах молекулы беспорядочно движутся, соударяясь друг с другом. В твёрдых телах тепловое движение состоит в колебаниях частиц около положения равновесия. От скорости движения молекул зависит температура тела. Чем больше скорость движения молекул, тем выше температура тела. Обратим внимание на то, что тепловое движение отличается от механического тем, что в нём участвует очень много частиц и каждая движется беспорядочно.

Тепловое движение молекул Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением. Доказательством теплового движения является броуновское движение и диффузия. Броуновское движение – это тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием ударов молекул окружающей среды. Диффузией называется явление проникновения двух или нескольких соприкасающихся веществ друг в друга. Скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества и температуры тела.

Источник информации о температуре Из жизненного опыта нам известно, что различные тела могут быть нагреты до различной степени. Однако ощущение тепла и холода является субъективным фактором. Проверим это на опыте. ! ? ! Вывод: с помощью ощущений судить о температуре невозможно!

Физический смысл температуры Каков физический смысл температуры? Для этого надо ответить на вопрос, чем холодная вода отличается от горячей? Тёплая вода состоит из таких же молекул, как и холодная. Опыт по диффузии в горячей и холодной воде показывает: чем выше температура, тем больше проникновение одного вещества в другое. Причиной диффузии является движение молекул. Так как в горячей воде диффузия происходит быстрее, значит и скорость движения молекул в ней выше. В теле с большей температурой молекулы в среднем движутся быстрее. Температура вещества определяется не только средней скоростью движения молекул, но и их массой. Температура является мерой средней кинетической энергией частиц тела.

Термометр Итак, у нас возникла проблема: нужно найти такой признак или такое свойство тел, которое ясно указывало бы на то, как тело нагрето. Таким признаком может быть расширение тел при нагревании. Чем более нагрето тело, тем больше его объём, тем интенсивнее хаотичное движение молекул и атомов. Прибор, в котором используется такое свойство тел – термометр. От греческого «therme» - тепло и «metreo» - измеряю Жидкостный термометр – прибор, принцип действия которого основан на использовании свойства теплового расширения жидкости. В зависимости от температурной области жидкостный термометр заполняют ртутью, этиловым спиртом и другими жидкостями. Любой термометр показывает свою собственную температуру. Для определения температуры среды термометр надо поместить в эту среду и подождать до тех пор, пока температура прибора перестанет изменяться, приняв значение, равное температуре среды.

Температурная шкала Цельсия Температурная шкала Цельсия была предложена в 1742 году шведским учёным А. Цельсием и названа в его честь. За ноль градусов шкалы Цельсия принимают температуру таяния льда, а за 100 градусов – температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении (760 мм. рт. ст.). Интервал между этими температурами разделён на 100 равных частей , по 1 градусу Цельсия (1°С).

Шкалы температур Шкала Цельсия:

Абсолютная температура Температура характеризует степень нагретости тела. Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными. Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Для измерения температуры используются физические приборы – термометры. Существует минимально возможная температура, при которой прекращается хаотическое движение молекул. Она называется абсолютным нулем температуры. Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур.

Согласно расчетам, температура жидкости должна быть равна 143 К. Между тем термометр в сосуде показывает температуру не более –1300 С. Это означает, что

Внутренняя энергия

Внутренняя энергия Все тела состоят из молекул, которые непрерывно движутся и взаимодействуют друг с другом. Они обладают одновременно кинетической и потенциальной энергией. Эти энергии и составляют внутреннюю энергию тела. Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. Зависит: Не зависит : 1) от температуры 1) от механического 2 ) массы тела движения 3 ) агрегатного 2) от положения тела состояния относительно других тел

Внутренняя энергия связана с температурой

При испарении жидкость остывает. Молекулярно-кинетическая теория объясняет это тем, что чаще всего жидкость покидают молекулы, кинетическая энергия которых

Способы изменения внутренней энергии

Изменение внутренней энергии

Внутренняя энергия может превращаться в механическую

Превращение механической энергии во внутреннюю Механическая энергия может превращаться во внутреннюю энергию

Первый закон термодинамики Первый закон термодинамики – это закон сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе. Если работу совершает система, а не внешние силы: Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

Количество теплоты Количеством теплоты называют количественную меру изменения внутренней энергии тела при теплообмене (теплопередаче). Количество теплоты, необходимое для нагревания тела или выделяемого им при охлаждении: с – удельная теплоемкость – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для нагревания 1 кг вещества на 1 0С. Количество теплоты, выделяемое при полном сгорании топлива. q – удельная теплота сгорания – величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг.

Теплоемкость вещества. Теплотворность топлива

Расчет количества теплоты

Теплопередача Теплопередача – это самопроизвольный процесс передачи теплоты, происходящий между телами с разной температурой.

Теплопроводность

Конвекция

Излучение

Применение в технике

Вопросы

Домашнее задание

Лабораторная работа «Измерение температуры тела» Цель работы: установление связи температуры тела с увеличением кинетической энергии молекул. Оборудование: термометр. Ход работы 1. Зажмите термометр в кулаке, так чтобы видеть значение температуры на шкале. 2. Наблюдайте за подъёмом столбика ртути (спирта). Ответьте письменно на вопросы : 1. Почему столбик ртути (спирта) поднимается вверх? 2. Когда столбик ртути (спирта) остановится? 3. Что измеряет термометр? 4. Можно ли вынимать термометр из среды, температуру которой измеряют? Почему? 5. Что можно сказать о величине кинетической энергии молекул ртути (спирта) при подъёме столбика? 6. Каким прибором вы пользовались для определения температуры тела? 7. Какова цена деления этого прибора? 8. Какую минимальную (максимальную) температуру можно измерить этим прибором?

Задачи