Часть4/А7-9 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ2.1 Строение вещества. Модели строения газа, жидкости и твердого тела 2.2 Тепловое движение атомов и молекул. Связь температуры. - презентация

1

2 Часть 4/А7-9

3 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ2.1 Строение вещества. Модели строения газа, жидкости и твердого тела 2.2 Тепловое движение атомов и молекул. Связь температуры вещества со скоростью хаотического движения частиц. Броуновское движение. Диффузия 2.3 Тепловое равновесие 2.4 Внутренняя энергия. Работа и теплопередача как способы изменения внутренней энергии 2.5 Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение 2.6 Количество теплоты. Удельная теплоемкость 2.7 Закон сохранения энергии в тепловых процессах 2.8 Испарение и конденсация. Кипение жидкости 2.9 Влажность воздуха 2.10 Плавление и кристаллизация 2.11 Преобразование энергии в тепловых машинах

4 ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ 7 Тепловые явления 2.1– –1.4 Б 1 2–3 8 Тепловые явления 2.6– –1.4 Б 1 2–3 9 Тепловые явления (расчетная задача) 2.1– П 1 6–8

5

6 ПРОМЕЖУТКИ 3.спирт+H 2 O 2. Расширяются нагревании (шар – кольцо) капля на воде d = n м m = n кг 1.Растянуть- сжать (пшено +горох) в один слой d= d= Vк Vк S

7 t 0 = f(v) 1. диффузия 2. Броуновское … 3. опыт ШТЕРНА запах… "в холодильник"!!! сладкий… спайка (толкают невидимки) II ДВИГАЮТСЯ ХАОТИЧЕСКИ

8

9 газообразное далеко бильярд Жадный V (сжать) форма сосуда (легкие) жидкое близко толкучка течет свой V, форма сосуда твёрдое Близко дрожат в строю свой V, своя форма пар вода лед молекулы одинаковые

10

11 =К 1. состоят из… 2. К МОЛЕКУЛ определяет t 0 Внутренняя Е 3. взаимодействуют П U СОВЕРШИТЬ А индейцы… ТЕПЛОПЕРЕДАЧА кол-во теплоты U= U= 2 mv 2 ПОТЕРЕТЬ К БАТАРЕЕ движения взаимодействия молекул Теплопроводность Конвекция Излучение …останавливаются… ? N K 1 + Гильза… Q

12 Теплопроводность = теплопередача… взаимодействие молекул… теплоПРОВОДНИК Ме (холодные…) теплоИЗОЛЯТОР стекло вода Воздух (окно…) без переноса вещества…

13 Конвекция - теплопередача ночной бриз… лес –пашня… Ц.В.О. струями ГАЗА … …ЖИДКОСТИ

14 Излучение = теплопередача у костра… дети СОЛНЦА… и в вакууме…. белый – черный ПАРНИК…ТЕРМОС…(1,2,3) видимыми и НЕВИДИМЫМИ ЛУЧАМИ

15 I з-н Т.Д. ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Q =Q = теплообмен потереть… U A г + поршня… нагрев.. Само… холодильник ? Необратимо… … мотор ЗСЭ II з-н Т.Д. от горячего… U= A+A+ Q

16 3. При нагревании ложки, стоящей в стакане с чаем, ложка получает энергию в основном за счёт… 3. При нагревании мальчика, сидящего рядом с костром, он получает энергию за счёт… 3. При нагревании воды в котелке, висящем над костром, котелок и вода получают энергию за счёт… 3. теплопроводности 4. излучения 4. конвекции и излучения 1. теплопроводности и конвекции. 2. теплопроводности и конвекции и излучения 3. теплопроводности 4. конвекции и излучения 5. конвекции.

17

18 Uчая U ложки 90 0 С 20 0 С 85 0 С Q КОЛИЧЕСТВО теплоты почти не остыл БОЛЬШАЯ ТЕПЛОЁМКОСТЬ С всё тело на 1 0 С Q= U

19 ТЕПЛОЁМКОСТЬ 1 кг на 1 0 С - с Дж – УДЕЛЬНАЯ с воды = 4200 с свинца = 140 с воды с масла вода масло 10 0 С 12 0 С m кг на 1 0 С – mc Дж 10 0 С 20 0 С m кг на t 0 -cm t 0 Q= U= cm t 0 с =с = Q m t 0 Дж кг 0 С Дж кг 0 С

20 Калориметр = термос 20 0 С 85 0 С 25 0 С 250С250С Qвыдел. = Q поглощен. З.С.Э. телом Водой и… Q ТЕЛА = Q ВОДЫ + Q КАЛОРИМ. с воды m воды ( ) t0t0 t минуты = с тела m тела 85 0 ( ) m тела =200 г m воды =600 г с тела 0, = , с тела -? с тела 12=12600 с тела =1050 Дж кг 0 С

21 ГОРЕНИЕ … с О 2 … выделение … фотосинтез 1 кг – q Дж УДЕЛЬНАЯ теплота сгорания q бензина= МДж кг 46 m кг - Q= qm qm qm Дж q= q= Q m Дж кг

22 m алюм =200 г m воды =600 г с алюм =880 Дж кг 0 С q спирта = 29 МДж кг m спирта -? Qвыдел. = Q поглощен. З.С.Э. спиртом Водой и алюминием qm спирта = с m воды ( ) + t0t0 t минуты с m алюм ( ) m спирта = ,2 кг m спирта = ,6 кг 5 0 = Дж m спирта = 0,46 гр

23 4. Влажное полотенце холоднее сухого, потому что… 1. вода в нем холодная. 2. при вылетании из жидкости молекулы забирают температуру. 3. окружающая среда теплее 4. от воды почти всегда холоднее 5. при испарении из жидкости вылетают самые быстрые молекулы 1. нагреть… 2. подуть… 3. блюдце… 4. масло… вода… духи… САМЫЕ БЫСТРЫЕ уносят энергию Влажное полотенце высохнет быстрее, если… 1. вода в нем холодная, в ветреную погоду, его свернуть, его намочили в масле. 2. вода в нем тёплая, в ветреную погоду, его развернуть, его намочили в воде. 3. вода в нем тёплая, в безветренную погоду, его развернуть, его намочили в спирте. 4. вода в нем тёплая, в ветреную погоду, его развернуть, его намочили в спирте. 5. вода в нем тёплая, в ветреную погоду, его свернуть, его намочили в масле. 5. при испарении из жидкости вылетают самые быстрые молекулы 4. вода в нем тёплая, в ветреную погоду, его развернуть, его намочили в спирте.

24

25 ПЛАВЛЕНИЕ отвердевание t0t0 t минуты Кристаллические тела плавятся при определ. t 0 !!!! 2. Температуры плавления различных в-в различны (таблица). 3. В процессе плавления (отвердевания ) t 0 = const. 4. t 0 ПЛАВЛЕНИЯ = t 0 ОТВЕРДЕВАНИЯ

26 ПЛАВЛЕНИЕ отвердевание t0t0 t минуты K П П K П K П K П П

27 ТЕПЛОТА плавления 1 кг - Дж – УДЕЛЬНАЯ льда = 340 к Дж кг меди = 210 к Дж кг m кг – m Дж Q= U= m = Q m Дж кг

28

29 испарение конденсация Ж с открытой поверхности 1. нагреть… 2. подуть… 3. блюдце… 4. масло… вода… духи… САМЫЕ БЫСТРЫЕ влажный… после купания… холодильник уносят энергию

30 КИПЕНИЕ - парообразование по всему V при t КИПЕНИЯ. ( таблицы ) ПУЗЫРКИ альпинист 0,5 ат автоклав 16 ат – скороварка p ж + в пузыре gh p 0 = p атм 10 5 Па 1 ат

31 кипение конденсация t0t0 t минуты K П П K П K П K П П 120 0

32 t,с t0t0 5. Какими номерами обозначены участки графика, описывающие нагревание твёрдого тела и конденсации? 1. (1 и 9) 2. (3 и 7) 3. (1 и 7) 4. (4 и 8) 5. (1 и 6) 6. Формулы процессов. 1. Нагревание твёрдого 2. Плавление 3. Нагревание жидкого 4. Парообразование 5. Нагревание газа 6. Охлаждение газа 7. конденсация 8. охлаждение жидкого 9. отвердевание 10. Охлаждение твёрдого выделение энергии Поглощение энергии cm t 0 1. Нагревание твёрдого 3. Нагревание жидкого 5. Нагревание газа 6. Охлаждение газа 8. охлаждение жидкого 10. Охлаждение твёрдого Q= L mL m 4. Парообразование 7. конденсация m 2. Плавление 9. отвердевание

33

34 РАБОТА ГАЗА. hнhн hкhк S A=A= Fs cos = = pS (h к -h н ) = = p (V к –V н ) = p V A= A = Q1Q1 пар пробку… U ГАЗА К ПОРШНЯ Q1Q1

35 стартёр… 3. РАБОЧИЙ ХОД !!! 1. Всасывание 2. Сжатие… ИСКРА 4.Выхлоп… 4-х цилиндровый… коленчатый вал… Охлаждение…

36 3. РАБОЧИЙ ХОД !!! 1. Всасывание 2. Сжатие… ИСКРА 4.Выхлоп…

37 загрязнение - пылевое - тепловое -токсичныеые. газы - шумовое - электромагнитное авто… само… ракеты, ГРЭС…

38 7. Теплоёмкость свинца 140Дж/кг 0С, – это означает… кг свинца можно нагреть на один градус 1 Джоулем; 2. Один кг свинца можно нагреть на 140 градусов 1 Джоулем тепла кг свинца можно нагреть на один градус, затратив 140 Джоулей тепла кг свинца можно нагреть на один градус, затратив 140 Джоулей тепла кг свинца можно нагреть на 140 градусов, затратив 140 Джоулей тепла 7. Удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг, это означает…. 1. 2,3 млн. джоулей выделится при конденсации 1 кг воды млн. джоулей выделится при конденсации 10 кг пара; 3. 1 млн. джоулей выделится при конденсации 2,3 кг воды; 4. 0,23 млн. джоулей выделится при конденсации 100 г воды; 5. 2,3 млн. джоулей выделится при конденсации 1 кг пара, взятого при С кг свинца можно нагреть на один градус, затратив 140 Джоулей тепла 5. 2,3 млн. джоулей выделится при конденсации 1 кг пара, взятого при С.

39 Qвыдел. = 20 0 t0t0 t минуты с m воды Сколько тепла выделят 500 гр. воды остывая от 60 до 40С? Ответ введите в к Дж. = ,5 кг 20 0 = Дж = 42

40 Qпогл. = 50 0 t0t0 t минуты с m воды 20 0 = ,1 кг 50 0 = 21000Дж 8. Какое кол-во теплоты получили 100 г воды при нагревании от 20 до 70С? Ответ введите в к Дж. =21

41 3. РАБОЧИЙ ХОД !!! 1. Всасывание 2. Сжатие… ИСКРА 4.Выхлоп… 9. Принцип действия теплового двигателя состоит в процессе нагревания тел; 2. преобразовании кинетической энергии в тепловую; 3. преобразовании кинетической энергии во внутреннюю; 4. преобразовании внутренней энергии в кинетическую энергию тел; 5. преобразовании внутренней энергии в тепловую. 9. Такты двигателя внутреннего сгорания следуют друг за другом так: - пылевое - тепловое -токсичныеые. газы - электромагнитное

42 Опишите графически тепловые процессы следующих ситуациях: «Лед в кастрюле поставили на газовую плиту». 10. «Лед бросили в кипяток». 10. «Расплавленное олово бросили в воду». 10. «Лед при 0 градусов бросили в расплавленное олово, взятое при температуре плавления».

43 ВЛАЖНОСТЬ = содержание пара в воздухе… относительная… абсолютная… = n пара 1 = = n1n1 nн 1nн 1 p 1 pн 1pн 1 -парциальное давление данного газа при t 1 =100% (насыщенный) 1. волосяной гигрометр 3. Ме гигрометр ( t РОСЫ ) 2. психрометр v=f(1- ) ( t МОКРОГО t СУХОГО ) погода… музеи… склады… Таблицы = 1 н 1 = пара …далеко ли до насыщения?

44 ВОЛОСНОЙ ГИГРОМЕТР Человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется; при уменьшении влажности воздуха длина волоса уменьшается. Стрелка, соединённая с натянутым волосом, показывает относительную влажность воздуха.

45 44 ПСИХРОМЕТРПСИХРОМЕТР «Сухой» термометр – показывает температуру воздуха 2 - «Влажный» термометр – показывает, что влажное холоднее 3 - Психрометрическая таблица 1 - «Сухой» термометр – показывает температуру воздуха 2 - «Влажный» термометр – показывает, что влажное холоднее 3 - Психрометрическая таблица 1. Снять показания «сухого» и «влажного» термометров; 2. Определить разность показаний термометров; 3. На пересечении столбцов «температура воздуха» (по вертикали) и Δ t (по горизонтали) найти значение относительной влажности воздуха 1. Снять показания «сухого» и «влажного» термометров; 2. Определить разность показаний термометров; 3. На пересечении столбцов «температура воздуха» (по вертикали) и Δ t (по горизонтали) найти значение относительной влажности воздуха

46 А9 МКТ, термодинамика Гигрометр психрометрический = % = % Влажность меньше Испарение быстрее Мокрое холоднее Разность т-тур больше если же

47 измерение температуры росы 3. Ме гигрометр ( t РОСЫ ) Испаряемый эфир металлическая поверхность, на которой появляется роса

48 относительная… абсолютная… р пара 1 = = n1n1 nн 1nн 1 p 1 pн 1pн 1 =100% (насыщенный) 3. Ме гигрометр ( t РОСЫ ) Таблицы = 1 н 1 н 10 = 9,4 н 25 =23 Если t РОСЫ = = 9,4 23 = 0,41 = пара …далеко ли до насыщения? максимально реально А9 МКТ, термодинамика ВЛАЖНОСТЬ = содержание пара в воздухе…

49 ВЛАЖНОСТЬ = относительная… абсолютная… = n пара 1 = = n1n1 nн 1nн 1 p 1 pн 1pн 1 =100% (насыщенный) 3. Ме гигрометр ( t РОСЫ ) Таблицы = 1 н 1 н 10 = 9,4 н 20 =17,3 Если t РОСЫ = = 9,4 17,3 = 0,54 = пара …далеко ли до насыщения?

50 7. В одном сосуде находится лёд при температуре 0 °С, в другом – такая же масса воды при температуре 0 °С. Внутренняя энергия льда 1) равна внутренней энергии воды 2) больше внутренней энергии воды 3) меньше внутренней энергии воды 4) равна нулю

51 ПЛАВЛЕНИЕ отвердевание t0t0 t минуты K П П K П K П K П П

52 ТЕПЛОТА плавления 1 кг - Дж – УДЕЛЬНАЯ льда = 340 к Дж кг меди = 210 к Дж кг m кг – m Дж Q= U= m = Q m Дж кг

53 t,с t0t0 5. Какими номерами обозначены участки графика, описывающие нагревание твёрдого тела и конденсации? 1. (1 и 9) 2. (3 и 7) 3. (1 и 7) 4. (4 и 8) 5. (1 и 6) 6. Формулы процессов. 1. Нагревание твёрдого 2. Плавление 3. Нагревание жидкого 4. Парообразование 5. Нагревание газа 6. Охлаждение газа 7. конденсация 8. охлаждение жидкого 9. отвердевание 10. Охлаждение твёрдого выделение энергии Поглощение энергии cm t 0 1. Нагревание твёрдого 3. Нагревание жидкого 5. Нагревание газа 6. Охлаждение газа 8. охлаждение жидкого 10. Охлаждение твёрдого Q= L mL m 4. Парообразование 7. конденсация m 2. Плавление 9. отвердевание

54 7. В одном сосуде находится лёд при температуре 0 °С, в другом – такая же масса воды при температуре 0 °С. Внутренняя энергия льда 1) равна внутренней энергии воды 2) больше внутренней энергии воды 3) меньше внутренней энергии воды 4) равна нулю На m

55 8. Два одинаковые по размеру стержня с закреплёнными на них с помощью парафина гвоздиками нагревают с торца (см. рисунок). Слева от свечи расположен медный стержень, а справа – железный стержень. По мере нагревания парафин плавится, и гвоздики поочередно падают. Наблюдаемый процесс быстрее происходит для медного стержня, так как 1) плотность меди больше 2) теплопроводность меди больше 3) плотность железа больше 4) теплопроводность железа больше

56

57 Qвыдел. = 20 0 t0t0 t минуты с m воды Сколько тепла выделят 500 гр. воды остывая от 60 до 40С? Ответ введите в к Дж. = ,5 кг 20 0 = Дж = 42

58 Qпогл. = 50 0 t0t0 t минуты с m воды 20 0 = ,1 кг 50 0 = 21000Дж 8. Какое кол-во теплоты получили 100 г воды при нагревании от 20 до 70С? Ответ введите в к Дж. =21

59 Калориметр = термос 20 0 С 85 0 С 25 0 С 250С250С Qвыдел. = Q поглощен. З.С.Э. телом водой Q ТЕЛА = Q ВОДЫ + Q КАЛОРИМ. с воды m воды ( ) t0t0 t минуты = с тела m тела 85 0 ( ) m тела =200 г m воды =600 г с тела 0, = , с тела -? с тела 12=12600 с тела =1050 Дж кг 0 С

60 m алюм =200 г m воды =600 г с алюм =880 Дж кг 0 С q бензин = 46 МДж кг m бензина -? Qвыдел. = Q поглощен. З.С.Э. бензином Алюминием, водой и паром qm бенз. = с m пара с m ал m бенз. = ,2 кг m бенз ,6 кг 90 0 = Дж m бенз. = 8,5 гр t0t0 t минуты t 0 =10 0 н Выкипела и … L воды = 2,3 МДж кг Lm воды с m воды ,6 кг ,6 кг m бенз = с пара =1100 Дж кг 0 С 10 0

61 ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВАРИАНТ СР – 1 б 1. Какое количество теплоты потребуется для плавления куска олова массой 400 г, взятого при температуре 232°С? 2. Определить количество теплоты, необходимое для обращения в пар 1 кг спирта, взятого при температуре его кипения. 3. Сколько теплоты необходимо затратить на испарение 200 г эфира, взятого при температуре 25°С? 4. Сколько теплоты выделится при конденсации 300 г спирта, взятого при температуре кипения, и дальнейшего охлаждения его до 18 °С? 5. Какое количество теплоты потребуется, чтобы расплавить кусок меди массой 10 кг, если его начальная температура 185 °С? 6. Смесь, состоящую из 5 кг льда и 10 кг воды, при общей температуре 0 0 С нужно нагреть до 100°С. Определить количество теплоты, необходимое для этого. 7. Какое количество керосина надо израсходовать, чтобы превратить в пар 2 кг льда, взятого при 0°С, если КПД керосинки, на которой этот лед нагревается, 40 %? Б*. Сколько льда при температуре С можно расплавить одним килограммом стоградусного водяного пара?

62 m воды =500 г Q поглощен. Р t. = ,5600 t = t ,5 г 90 0 = Дж t = 2547 с t0t0 t минуты t 0 =10 0 н Выкипело L воды = 2,3 МДж кг Lm пара с m воды ,25 кг t = На электроплитке мощностью 600 Вт, имеющей КПД 50 %, нагрели 0,5 л воды от 10 °С до 100 °С, при этом 250 г ее обратили в пар. Как долго длилось нагревание? = 0,5 m пара =250 г = Qвыдел. = Qвыдел. = Q поглощен. 42 мин Ответ: нагревание и кипение длилось 42 мин. P= 600 Вт

63 m пули = ? г Q поглощен. m v 2 /2 = ,3 m v 2 /2 = ,15v m = Дж v2 v2 = t0t0 t минуты t 0 =57 0 н расплавилась свинца = 25 к Дж кг m пули с m спули m ,15 v 2 = =0,3 с свинца =130Дж/кг К = Qвыдел. Qвыдел. = Q поглощен. 633 м/с Ответ: Чтобы расплавиться после удара пуля должна лететь со скоростью 633 м/с 3. С какой скоростью должна лететь свинцовая пуля, чтобы при ударе о преграду она расплавилась, если температура пули до удара 57 °С? При ударе в тепло превращается 30 % энергии пули. v= v= v = ?

64 9. Зависимость температуры 1 л воды от времени при непрерывном охлаждении представлена на графике. Какое количество теплоты выделилось при кристаллизации воды и охлаждении льда? t,с t0t с льда m воды λm воды + с m воды 20 0 Qвыдел. = = Qвыдел

65 t,с t0t0 5. Какими номерами обозначены участки графика, описывающие нагревание твёрдого тела и конденсации? 1. (1 и 9) 2. (3 и 7) 3. (1 и 7) 4. (4 и 8) 5. (1 и 6) 6. Формулы процессов. 1. Нагревание твёрдого 2. Плавление 3. Нагревание жидкого 4. Парообразование 5. Нагревание газа 6. Охлаждение газа 7. конденсация 8. охлаждение жидкого 9. отвердевание 10. Охлаждение твёрдого выделение энергии Поглощение энергии cm t 0 1. Нагревание твёрдого 3. Нагревание жидкого 5. Нагревание газа 6. Охлаждение газа 8. охлаждение жидкого 10. Охлаждение твёрдого Q= L mL m 4. Парообразование 7. конденсация m 2. Плавление 9. отвердевание