Презентация - Тепловые явления - Способы изменения внутренней энергии

Тепловые явления
Способы изменения внутренней энергии

Внутренняя энергия
Это совокупность потенциальных и кинетических энергий всех молекул, составляющих тело.
U = ∑EP + ∑Ek

Способы изменения внутренней энергии
Работа Теплообмен

Работа
Способ изменения внутренней энергии, когда над телом совершается работа.

Теплообмен

Теплопроводность

Конвекция

Излучение
Земля обогревается благодаря излучению Солнца
Тепло от огня распространяется во все стороны

Количество теплоты
Изменение внутренней энергии в результате теплообмена.

Количество теплоты
Q = c·m·(t2-t1), где с- удельная теплоемкость вещества (эксперимент, таблица)

Тепловые явления
Энергия топлива

Энергия топлива
Энергией топлива называется количество теплоты, выделяющееся при сгорании топлива

Энергия топлива
Q
CO2

Энергия топлива
Q = qm

Энергия топлива пример решения задачи
Дано: Решение:
m = 100 кг Q = qm;
q = 29·106 Дж/кг Q = 29·106 Дж/кг· 100 кг =
______________ = 29·108 Дж
Q - ?
Ответ: Q = 9·108 Дж Ответ: Q = 9·108 Дж
Какое количество теплоты выделится при сгорании 100 кг каменного угля?

Закон сохранения тепловой энергии
В замкнутой теплоизолированной системе внутренняя энергия остается постоянной. Q = Q1+Q2+…+Qn

Тепловые явления
Изменения агрегатных состояний вещества

Ж
Г
Т
плавление
кристаллизация
парообразование
конденсация
Десублимация
Сублимация

Примеры процессов, при которых происходят агрегатные превращения вещества
Плавление - таяние льда

Кристаллизация
Замерзание воды

Парообразование
Испарение воды, выбрасываемой гейзером

Конденсация
Образование облаков

Сублимация
Например, графит можно нагреть до тысячи градусов, и тем не менее в жидкость он не превратится: он будет сублимироваться, т.е. из твёрдого состояния сразу переходить в газообразное. Все запахи, которыми обладают твёрдые тела, также обусловлены возгонкой: вылетая из твёрдого тела молекулы образуют над ним газ (или пар), который и вызывает ощущение запаха.

Десублимация
Узоры на окнах

Тепловые явления
Плавление и кристаллизация

Плавление
Тело поглощает энергию. Молекулы начинают двигаться быстрее. Uвн тела возрастает.
Q

Плавление

Плавление
Плавление происходит при постоянной температуре (tпл - таблица). При плавлении температура тела остается постоянной в течение всего процесса. Вся поступающая к телу энергия расходуется на разрушение кристаллических связей.

График плавления кристаллического вещества
По графику плавления вещества определите какое вещество плавится. Ответ: Алюминий

Плавление
Количество теплоты при плавлении λ - удельная теплота плавления (эксперимент, таблица)
Q = λ·m

Тепловые явления
Парообразование

Парообразование

Испарение
Испарение – парообразование с поверхности жидкости Скорость парообразования зависит от: Температуры тела; Площади поверхности испарения; Рода вещества; Наличие ветра.

Насыщенный пар
Пар, который находится в динамическом равновесии со своей жидкостью. Динамическим равновесием называется состояние, при котором количество испарившихся молекул равно количеству сконденсировавшихся

Кипение
Процесс бурного парообразования с образованием пузырьков внутри жидкости Понимающиеся пузырьки схлопываются перед кипением, что вызывает характерный шум жидкости перед закипанием.

Температура кипения
Кипение происходит при постоянной температуре, называемой температурой кипения tºкип – эксперимент, таблица

Кипение
Конденсация
При конденсации энергия выделяется за счет образования межмолекулярных связей
При кипении вся энергия, подводимая к телу, затрачивается на ослабление и разрушение межмолекулярных связей

Удельная теплота парообразования
L – эксперимент, таблица
Определяет какое количество теплоты необходимо передать жидкости массой 1 кг, взятой при температуре кипения, для полного ее перехода в пар.

Количество теплоты при парообразовании
Q = m L
Для нахождения количества теплоты при парообразовании произвольной массы данного вещества нужно массу вещества m, выраженную в кг, умножить на удельную теплоту парообразования L соответствующего вещества

Пример решения задачи
Для приготовления чая турист взял 2 кг льда при температуре 0ºС. Сколько березовых дров необходимо сжечь, чтобы вскипятить полученную им воду.
Дано: Решение:
mл = 2 кг Q1 = mλ
λ=3,4·106 Дж/кг Q2 = cm (t2-t1)
с = 4200 Дж/кг·ºС Q3 = Lm
L = 2,3·106 Дж/кг Q4 = qm дров
t1 = 0ºC
t2 =100ºC Q4 = Q1+Q2+Q3
q = 29·106 Дж/кг _____________ qmдров = mλ+cm(t2-t1)+Lm
m дров - ? mдров =
Ответ: (получить самостоятельно) Ответ: (получить самостоятельно)