Підсумковий урок

Перебіг теплових явищ і процесів у природі відбувається за певними законами, які людство пізнавало впродовж всієї багатовікової історії. Тепловий стан тіл визначає температура, яка характеризує середню кінетичну енергію хаотичного руху атомів і молекул. Температура тіл вимірюється за допомогою термометрів, які можуть бути градуйовані за різними шкалами. Однією з найпоширеніших є шкала Цельсія, за якою 0ºС відповідає температурі танення льоду, а 100ºС- температурі кипіння води за нормального атмосферного тиску (760 мм рт. ст.). Одиницею температури в Міжнародній системі одиниць є кельвін (позначається К), який за розміром дорівнює градусу Цельсія(позначається ºС) Тепловий стан тіл і температура

Перебіг теплових явищ і процесів завжди відбувається таким чином, що більш нагріті тіла віддають теплоту менш нагрітим і з часом їхні температури вирівнюються. Тепловий рух молекул Зі швидкістю руху молекул і атомів тіла повязана його температура, тому хаотичний безперервний рух мікрочастинок тіла називають тепловим рухом.

Внутрішня енергія тіла зумовлена тепловим рухом і взаємодією атомів і молекул, з яких воно складається. Її можна змінити двома способами: за рахунок виконання роботи або внаслідок теплопередачі. Внутрішню енергію тіла можна збільшити, виконуючи над ним роботу. Якщо роботу виконує само тіло, то його внутрішня енергія при цьому зменшується. Внутрішня енергія тіла та способи її зміни Спосіб зміни внутрішньої енергії, при якому тіло не здійснює роботу і над тілом не здійснюється робота, а енергія передається від одних частинок до інших, називається теплопередачею.

Види теплопередачі У природі мають місце три види теплопередачі- теплопровідність, конвекція і теплове випромінювання. Теплопровідністю називають перенос енергії від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих через тепловий рух і взаємодію молекул і атомів. При теплопровідності сама речовина не переміщується від одного кінця до іншого. Конвекцією називається вид теплопередачі, при якому енергія переноситься струменями рідини чи газу. Конвекція може бути вільною і вимушеною. Теплове випромінювання властиве всім тілам завдяки перетворенню частини внутрішньої енергії в енергію випромінювання або, навпаки, перетворенню енергії поглинутого випромінювання у внутрішню енергію. Теплове випромінювання за своєю природою подібне до світлового. Людина не може його побачити, але здатна відчути його.

Кількість теплоти. Теплоємність тіла Теплові процеси характеризуються кількістю теплоти, переданою тілу. Кількість теплоти, надана тілу, визначається його теплоємністю і зміною температури: Q=Ct Теплоємність тіла дорівнює добутку питомої теплоємності речовини на масу тіла, тобто C=cm Звідси в загальному випадку кількість теплоти визначається формулою: Q=Cmt

Рівняння теплового балансу У теплообмінних процесах справджується умова теплового балансу:кількість теплоти, яку віддає одне тіло під час теплообміну, дорівнює кількості теплоти, прийнятої іншим тілом. Q 1 = Q 2 Q 1 =c 1 m 1 (t 1 -t), де t 1 -початкова температура більш нагрітого тіла, m 1 -його маса.с 1 -питома теплоємність. Q 2 =c 2 m 2 (t-t 2 ), де t 2 -початкова температура менш нагрітого тіла, m 2 -його маса,с 2 -його питома теплоємність с-питома теплоємність речовини. Це фізична величина, що показує, яку кількість теплоти треба надати тілу масою 1 кг для нагрівання на 1 К(або на 1 ºС).

Під час горіння речовини виявляють різну теплотворну здатність, яка характеризується питомою теплотою згоряння палива. Кількість теплоти, що при цьому виділяється, дорівнює добутку питомої теплоти згоряння палива на його масу: Q=gm Коефіцієнт корисної дії (ККД) нагрівника визначається у відсотках як відношення кількості теплоти Qк, що пішла на нагрівання, до повної кількості теплоти Q, отриманої під час згоряння палива: Теплота згоряння палива

Зміну агрегатних станів речовини визначають теплові процеси, які супроводжуються поглинанням або виділенням певної кількості теплоти. Так під час плавлення або кристалізації твердих тіл, які відбуваються за певної температури, кількість теплоти дорівнює добутку питомої теплоти плавлення на масу тіла : Q= λ m Кількість теплоти під час випаровування чи конденсації рідин визначається добутком питомої теплоти пароутворення на їх масу: Q=rm

Перетворення теплової енергії в механічну Для перетворення теплової енергії в механічну створено теплові машини, які конструктивно складаються з джерела теплової енергії (нагрівника), робочого тіла, яке перетворює отриману теплоту Q 1 в механічну роботу А, і охолоджувача, якому робоче тіло передає невикористану частину теплової енергії Q 2. Теплові машини характеризуються коефіцієнтом корисної дії: Який завжди менший за одиницю.

Принцип дії теплових машин В основу принципу дії теплових машин покладено фундаментальні закони природи, зокрема закон збереження і перетворення енергії, який заперечує можливість такого теплового процесу, єдиним результатом якого було б використання механічної роботи лише за рахунок охолодження джерела теплової енергії без змін в оточуючому середовищі. Це означає, що не можна створити так званий вічний двигун, який би перетворив усю надану йому теплову енергію в роботу. Схема роботи чотиритактного ДВЗ Колесо водяного млина Парова турбіна

Підсумковий кросворд по темі Теплові явища 1.Бурхливий процес випаровування рідини. 2.Зміна в природі. 3.Речовина, яка конденсується за температури 35 º С. 4.Спосіб зміни внутрішньої енергії. 5. Речовина, яка кристалізується за температури 660 º С. 6. Винахідник парової машини. 7. Речовина, питома теплоємність якої 4,2 кДж/кг º С. 8. Рідина, яка кипить за температури -33 º С. 9. Картка масою m і касета масою 4m нагрівалися від одного нагрівника та змінили свою температуру відповідно на 2 t і t º С. Картка чи касета має більшу питому теплоємність? 10. Що плавиться за температури -210 º С: атом, азот чи айва? 11.Кожний з послідовних процесів, які весь час повторюються. 12. Речовина, під час згоряння 2кг якої виділяється 15 МДж теплоти. 13. Речовина, теплоємність 2кг якої дорівнює 4200 Дж/кг. 14. Одиниця вимірювання енергії.