Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии»




Скачать 85.52 Kb.
НазваниеУрок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии»
Дата конвертации01.03.2013
Размер85.52 Kb.
ТипУрок
Открытый урок (физика 8 класс)


Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии».

Цели урока: Ввести понятие внутренней энергии как суммы кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия. Рассмотреть способы изменения внутренней энергии.

Демонстрации:

1. Падение пластилинового шарика;

2. Сгибание мягкой проволоки;

3.Нагревание жидкости в сосуде при совершении работы;

4.Опыт по нагреванию жидкости в латунной трубке;

5.Опыт по выдавливанию пробки из сосуда при помощи воздушного насоса.

План урока:

I. Повторение. Проверка домашнего задания.

1.Ответы на вопросы в конце домашнего параграфа

2.Ответы на качественные задачи, предложенные учителем

II. Изучение нового материала.

1.Демонстрация опытов с проволокой и пластилиновым шариком;

2.Определение внутренней энергии;

3.Закон сохранения энергии;

4.Демонстрация опытов по изменению внутренней энергии тела;

5.Механическая работа как причина изменения внутренней энергии;

6.Изменение внутренней энергии путем теплообмена.

III. Подведение итогов урока.

I. Повторение. Проверка домашнего задания

При проверке домашнего задания необходимо разобрать ответы на предложенные вопросы в конце параграфа.

Можно задать несколько качественных задач, например:

1.Одна молекула кислорода движется в воздухе в данный момент со скоростью 900 м/с, а другая – со скоростью 1200 м/с. Правильно ли будет сказать, что температура второй молекулы выше?

2.Известно, что чем больше скорость движения молекул тела, тем выше его температура. Почему же не нагревается пулька, выстрелянная в тире из пневматического ружья, хотя все ее молекулы движутся к мишени с большой скоростью?

II. Изучение нового материала

1.Изложение нового материала можно начать с идеи о кажущемся «нарушении» закона сохранения энергии при падении с некоторой высоты свинцового шарика на свинцовую плиту (пластилинового шарика на стол)

После демонстрации опыта учитель задает вопросы:

-Какую энергию имел шарик в начале движения? Почему?

-Как изменяется высота при движении шарика вниз? Как изменяется в связи с этим потенциальная энергия шарика?

-Как изменяется скорость при движении шарика вниз? Как изменяется в связи с этим кинетическая энергия шарика?

- Происходил ли переход энергии во время падения? Какой именно?

- Какой энергией обладал шарик непосредственно перед ударом?

- Куда делась эта энергия после удара?

- Что произошло с шариком и плитой?

Обсуждая ответы на поставленные вопросы, учащиеся приходят к выводу, что шарик, который состоит из частиц, нагрелся, а значит, частицы стали двигаться быстрее, и деформировался, следовательно, расстояние между ними изменилось, поэтому механическая энергия шарика не «пропала», а перешла во внутреннюю энергию. Очевидно, что эта внутренняя энергия связана с движением и взаимодействием частиц, из которых состоит тело.

Учитель может показать опыт по сгибанию и разгибанию медной проволоки. Место сгиба быстро становится теплым.

- Почему проволока в месте сгиба нагревается?

Обсуждая ответ на поставленный вопрос, учащиеся приходят к выводу, что, сгибая и разгибая кусок проволоки, мы совершаем механическую работу. Так как температура сгиба увеличилась, то увеличилась и средняя кинетическая энергия молекул, а значит и внутренняя энергия. Следовательно, механическая работа превратилась во внутреннюю энергию.

2.Энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело, называется внутренней энергией.

Внутренняя энергия обозначается буквой U.

Внутренняя энергия измеряется в Джоулях: [U] = Дж

Внутренняя энергия всегда больше нуля, ведь тепловое движение частиц никогда не прекращается. При этом величина внутренней энергии тела не зависит от механической энергии тела. Механическая энергия зависит от скорости движения и массы тела, а также от расположения данного тела относительно других тел. Внутренняя энергия определяется скоростью движения частиц, из которых состоит тело, и их взаимным расположением.

3. Анализируя проведенные опыты, учащиеся, пришли к выводу, что один вид энергии превращался в другой.

Учитель может предложить учащимся вспомнить, на каких уроках они наиболее значительно изменяли внутреннюю энергию окружающих тел и ответить на вопрос:

- Работая, вы растрачиваете вашу энергию. А как вы ее пополняете?

Вот некоторые сведения, полезные для поддержания вашего здоровья:

- Поглощая пищу, вы поглощаете содержащуюся в ней внутреннюю энергию в следующих количествах: хлеб – 9000 Дж/г; сахар – 17000 Дж/г; молоко – 3000 Дж/г; мясо – 7500 Дж/г; картофель – 4000 Дж/г; масло – 33000 Дж/г; овощи и фрукты – 600-2000 Дж/г; яйца - 7000 Дж/г.

- Работая, вы расходуете энергию в следующих примерно количествах (за 1 ч на 1 кг массы человека): при подготовке уроков – 6000 Дж; при зарядке – 16000 Дж; при лежании – 4000 Дж; при плавании -30000 Дж; во время сна – 4000 Дж; при ходьбе 15000 Дж.

- Следовательно, поглощая пищу, вы увеличиваете свою внутреннюю энергию, а, работая, вы ее расходуете. Неизрасходованная энергия запасается в жировом слое.

Для определения соответствия между изменением механической и внутренней энергии используется закон сохранения энергии.

Полная энергия, равная сумме механической и внутренней энергии, остается постоянной при всех взаимодействиях.

Этот закон был открыт Робертом Майером – великий естествоиспытатель и врач, основатель термодинамики – науки, являющейся теоретической базой современной теплотехники. Юлиус Роберт Майер родился в 1814 году в небольшом немецком городке Гейльброне. Едва ли скромный владелец аптеки «К розе» мог предполагать, что имя его младшего сына Юлиуса войдет в историю физической науки. Ведь в детстве Юлиус не проявлял особого пристрастия к наукам. В его аттестате зрелости по всем предметам стояло «посредственно» и только по математике «хорошо». По желанию отца Юлиус поступил в Тюбенгенский университет на медицинский факультет. Однако профессия провинциального лекаря Майера не привлекала. Его заветная мечта – поехать в далекое путешествие. Устроившись врачом на торговое судно, Майер едет на остров Яву. В дороге он ведет дневник. Однажды во время плавания штурман сказал ему, что во время сильной бури вода нагревается. Майер занес замечание штурмана в свой дневник и впоследствии проверил его. (Вы можете тоже проделать такой опыт: налить в бутылку до половины воды комнатной температуры и, закупорив бутылку пробкой, встряхнуть воду в течение нескольких минут. Термометр покажет, что вода нагрелась на 1-20 С). С этой путевой записи и зародилась у Майера мысль о связи между теплотой и движением.

Что же нового дал науке Майер, которого биограф называет «вторым (после Галилея) основателем физики». Он установил количественное соотношение между теплотой и работой и первый вычислил с доступной в то время точностью значение механического эквивалента тепла, исследовал превращения всех известных в его время форм энергии и сформулировал закон сохранения и превращения энергии.

С 1848 года начинается особенно тяжелая полоса в жизни Р. Майера: смерть двух дорчерей, ссора со старшим братом Фрицем, непонимание его работ местным населением, незаслуженное обвинение в шпионаже, досадный спор с Джоулем о первенстве открытия закона сохранения энергии, к тому же домашние условия стали невыносимыми, все члены семьи были настроены против Роберта. Все это обострило нервное состояние Майера. Не в силах выдерживать дольше эти мучения, он решает покончить жизнь самоубийством. В мае 1850 года ночью он выбрасывается из окна своей спальни на втором этаже. Переломив обе ноги, он остался жив. Два месяца он пролежал в больнице, кости срослись, но одну ногу он волочил до конца жизни. Родственники уговорили его дать согласие на лечении в санатории для умалишенных, в котором он провел тринадцать месяцев. В 1854 году врач Юлиус Роберт Майер был выпущен на свободу и стал жить как все добропорядочные граждане Гейльброна, и даже заниматься врачебной практикой.

Но в это время научный мир признал заслуги Майера. В Швейцарии его избирают почетным членом Общества естествоиспытателей. В Англии признают за ним приоритет и славу творца закона сохранения энергии, за что Лондонское королевское общество присуждает Майеру медаль. Во Франции он избирается членом Парижской Академии наук. Поздно! Только в 1862 году Майер смог возобновить свою научную деятельность, но ничем больше не обогатил науку. 20 марта 1878 года Роббер Майер умер от воспаления легких.

4. Учитель предлагает учащимся вопросы о цепи превращения одних видов энергии в другие при взаимодействии тел:

- Какие преобразования энергии происходят при падении яблока на землю?

- Почему при трении ладони о ладонь мы чувствуем тепло?

- Какие преобразования энергии происходят при пролете метеорита через атмосферу? при движении метеорита к Земле в безвоздушном пространстве?

- Верно ли утверждение: при теплообмене энергия передается от тел с большей внутренней энергией к телам с меньшей внутренней энергией?

- По озеру на большой скорости плывет катер. Изменяется ли при этом внутренняя энергия катера, воды в озере? Как? Почему? Объясните.

- Всегда ли выполняется закон сохранения механической энергии? Полной энергии?

Анализируя ответы на вопросы, учащиеся приходят к выводу, что при превращении одного вида энергии в другой мы можем изменять внутреннюю энергию тел: увеличивать ее и уменьшать. Причем можно это делать двумя способами: при совершении работы и при передаче тепла (теплопередаче).

Учащимся предлагается опыт по нагреванию эфира в латунной трубке при помощи суровой нити или прочной тканевой ленты. При демонстрации опыта не следует допускать вылета пробки из отверстия. Касаясь стенок трубки, легко заметить, что температура эфира увеличилась, следовательно, увеличилась кинетическая энергия движения частиц эфира, а значит и внутренняя энергия эфира

Следовательно, внутреннюю энергию можно увеличить за счет совершения механической работы над телом.

5. Именно такой способ добычи огня использовали наши предки. За счет трения при быстром вращении сухой кусок дерева нагревался более чем на 2500 С и загорался.

Рассматривая возможность увеличения внутренней энергии за счет совершения работы, следует особо отметить, что существует и обратный процесс. Если тело само совершает работу, то при этом его внутренняя энергия уменьшается. Демонстрация опыта по выдавливанию пробки из сосуда при помощи воздушного насоса.

6. Часто внутренняя энергия изменяется без совершения работы. При этом если увеличивается энергия одного тела, то у какого-то другого тела она обязательно уменьшается. Изменение внутренней энергии тел без совершения над телами работы, называется теплообменом или теплопередачей. Рассмотрим, как происходит процесс теплообмена на примере нагревания чашки, в которую налили горячую воду. При взаимодействии молекул горячей воды с молекулами стенок холодной чашки молекулы воды при ударах передают часть своей кинетической энергии. При этом скорость молекул чашки увеличивается, а скорость молекул воды падает. Как только температуры чашки и воды станут равными, теплообмен прекращается, следовательно, теплообмен между двумя телами возможен, если они имеют разные температуры. Для количественного описания изменения внутренней энергии, вводят понятие количество теплоты (Q) – это энергия, которую тело отдает или получает в результате теплообмена. Количество теплоты измеряется, как и энергия, в Джоулях: [Q] = Дж.

III. Подведение итогов урока.

Внутренняя энергия – это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Внутренняя энергия обозначается буквой U.

Внутренняя энергия измеряется в Джоулях: [U] = Дж.

Внутреннюю энергию можно изменить двумя способами:

1) за счет совершения механической работы;

2) за счет теплообмена.

Эти способы равноправны. Мы никогда не можем угадать, за счет чего увеличилась внутренняя энергия тела. Таким образом, изменение внутренней энергии тела всегда происходит за счет энергии других тел: либо при теплопередаче (за счет изменения внутренней энергии), либо при совершении работы (за счет механической энергии).

Подводя итоги урока, учитель может предложить учащимся ответить на вопросы, заданные в тестовой форме:

1.От каких физических величин зависит внутренняя энергия тела?

а) От массы и скорости тела

б) От высоты тела над поверхностью Земли и его скорости

в) От температуры и массы тела

г) От температуры и скорости его движения.

2. От каких физических величин не зависит внутренняя энергия тела?

а) От средней скорости теплового движения молекул в теле

б) От количества молекул в теле

в) От температуры и массы тела

г) От высоты тела над поверхностью Земли и его скорости.

3.В металлическую кружку налита вода. Какое из перечисленных ниже действий приводит к изменению внутренней энергии воды?

1) Нагревание воды на горячей плите

2)Совершение работы над водой, приведение в поступательное движение вместе с кружкой

3) Совершение работы над водой перемешиванием с помощью миксера

а) Только 1

б) Только 2

в) Только 3

г) 1 и 2

д) 1 и 3

е) 1, 2 и 3

ж) 2 и 3

4.В металлическую кружку налита вода. Какое из перечисленных ниже действий не приводит к изменению внутренней энергии воды?

1) Нагревание воды на горячей плите

2)Совершение работы над водой, приведение в поступательное движение вместе с кружкой

3) Совершение работы над водой перемешиванием с помощью миксера

а) Только 1

б) Только 2

в) Только 3

г) 1 и 2

д) 1 и 3

е) 1, 2 и 3

ж) 2 и 3

Домашнее задание

1.§§ 2,3 учебника; вопросы и задания к параграфу

2.Сборник задач В.И. Лукашик, Е.В. Иванова: № 920, 921, 929, 934

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconУрок по теме «Внутренняя энергия» в режиме on-lain 8 класс
Урок проводится в режиме on-lain, теоретическая информация о внутренней энергии и анимации для демонстрации физических опытов заимствуется...

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconПлан-конспект урока «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии»
Цель: ввести понятие внутренней энергии как суммы кинетической энергии движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия...

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconЭкзаменационные билеты по физике за 8 класс билет 1
Внутренняя энергия и способы ее изменения. Объяснение изменения внутренней энергии на основе представлений о молекулярном строении...

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconБилеты для проведения устного экзамена по физике в 8-х профильных классах
Внутренняя энергия и способы её изменении. Объяснение изменения внутренней энергии на основе

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconВопросы к промежуточной аттестации по физике за курс 8 класса
Тепловое движение. Внутренняя энергия и способы ее изменения. Объяснение внутренней энергии на основе учения о молекулярном строении...

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» icon1. Термодинамическая система. Внутренняя энергия системы. Внутренняя энергия идеального газа
Шого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Внутренняя энергия складывается в основном...

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconСамостоятельная работа 8-10 «Внутренняя энергия и способы ее изменения»
Первый стакан с водой охладили, получив от него 1 Дж количества теплоты, а второй стакан подня­ли вверх, совершив работу в 1 Дж....

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconУрока: вводный урок по теме «Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер.»
Учебное пособие Учебник Физика 9 класс. Автор А. В. Перышкин, Е. М. Гутник. 3 издание Дрофа 2001г

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconВнутренняя энергия
В термодинамике определяется лишь изменение внутренней энергии в различных процессах. Поэтому внутреннюю энергию задают с точностью...

Урок (физика 8 класс) Урок по теме: «Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии» iconУрок истории по теме «Боги Древней Греции»
Место в программе: урок изучения нового материала по теме «Религия древних греков» и 5 урок в разделе «Древняя Греция»


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница