Тема 1 · Физика
Тепловые явления и внутренняя энергия
Теплопроводность, конвекция, излучение, внутренняя энергия тела. 100 заданий на отработку.
Простыми словами
Потрите ладони — они станут тёплыми. Подержите их над чашкой горячего чая — тоже согреются. Результат один, а способы разные: в первом случае совершили работу, во втором тепло передалось само.
Внутренняя энергия тела — энергия хаотического (теплового) движения и взаимодействия его частиц. Чем выше температура, тем быстрее движутся частицы и тем больше внутренняя энергия.
Внутренняя энергия не зависит от механического движения тела как целого и от его положения: мяч на шкафу и на полу при одной температуре имеет одну и ту же внутреннюю энергию.
Как изменить внутреннюю энергию
Три вида теплопередачи
| Вид | Как идёт | Где | Пример |
|---|---|---|---|
| Теплопроводность | от частицы к частице при контакте, само вещество не перемещается | лучше всего в металлах, плохо в газах | ложка в горячем чае нагревается |
| Конвекция | перенос энергии потоками самого вещества: тёплые слои поднимаются, холодные опускаются | только жидкости и газы | вода в чайнике прогревается по всему объёму; батарея греет комнату; ветер |
| Излучение | электромагнитными (тепловыми) лучами, без вещества | везде, даже в вакууме | тепло от Солнца, от костра |
В твёрдых телах конвекции нет, а в вакууме нет ни теплопроводности, ни конвекции — только излучение. Так энергия Солнца доходит до Земли.
Тёмные поверхности лучше поглощают и излучают энергию, светлые и зеркальные — отражают. Летом носят светлую одежду.
В природе и технике
Колба с двойными стенками, между ними откачан воздух — нет теплопроводности и конвекции. Стенки посеребрены (зеркальные) — отражают излучение. Пробка мешает конвекции через горлышко. Поэтому чай долго остаётся горячим.
- Батареи ставят внизу, а форточки и кондиционеры — вверху: так работает конвекция.
- Мех, пух, двойные рамы, пенопласт хорошо сохраняют тепло: в них много воздуха, а воздух — плохой проводник тепла.
- Кастрюли делают из металла (хорошо проводит тепло), а ручки — из пластмассы или дерева (плохо проводят).
- Днём ветер дует с моря на сушу (бриз): суша нагревается быстрее, тёплый воздух над ней поднимается.
От чего зависит внутренняя энергия
- Тепловое движение — беспорядочное движение частиц, из которых состоят тела. Частицы движутся всегда, даже если тело покоится; средняя скорость частиц зависит от температуры.
- Внутренняя энергия растёт с температурой и с массой: при одинаковой температуре у куска железа массой 2 кг она больше, чем у куска массой 1 кг.
- Она зависит и от агрегатного состояния: при замерзании вода отдаёт энергию, поэтому внутренняя энергия льда при 0 °C меньше, чем у той же массы воды при 0 °C.
- Не зависит от движения тела как целого и от высоты: мяч подняли на стол, температура прежняя — внутренняя энергия не изменилась.
- Количество теплоты и работу измеряют в джоулях (Дж).
Гвоздь нагрелся от ударов молотка — совершением работы. Холодный стакан нагрелся от горячей воды — теплопередачей. Ладони согрелись от трения — работой против силы трения.
Посмотреть и посчитать
Где это пригодится: ОГЭЗадания экзамена 9 класса, которые опираются на этот материал
Готовые работы по теме
Собраны заранее — одним нажатием: распечатать с ключом, раздать ученикам ссылкой или QR-кодом, поменять настройки. Номер набора постоянный: по этой ссылке всегда та же работа.
теория этой темы, 8 заданий по подтемам и ключ — файлом DOCX, который можно править под себя.
Прохождение онлайн
Имя ученика никуда не отправляется: он вводит только номер по списку, а таблицу «номер → фамилия» видите только вы.
Классы, выданные работы и результаты учеников по кодам — в журнале учителя: без регистрации, хранится только на этом компьютере.