Закон сохранения энергии в тепловых процессах.

‘Решение задач, связанных с методами энергосбережения’.

Предлагаю использовать ОАЭ для конспектирования курса ‘Решение задач, связанных с законами сохранения энергии’. Презентация для фронтального исследования (сделана мной).2.

Презентация на тему ‘Закон сохранения энергии’.

Эта презентация — отличный контрольный ресурс.

Конспект урока физики по применению ОАЭ ‘Законы сохранения энергии’.

Урок физики по применению электронного образовательного ресурса 9 класса по теме «Законы сохранения энергии».

Урок физики: «Применение законов сохранения энергии в механических процессах». 10 класс.

Методическая разработка обобщающего курса «Применение законов сохранения энергии в механических процессах» служит примером использования методов проблемного обучения. Проблемное обучение продолжается.

Работа. Сила. Энергия. Законы сохранения энергии.

Презентация урока.

Практические решения по курсу (10-й год обучения) Тема: энергия. Законы сохранения энергии.

Уроки и практические задачи — Year 10 ‘Energy. Законы сохранения энергии» Решение упражнений.

9-й год обучения (5-й год обучения) План курса: «Полная механическая энергия. Законы сохранения и изменения полной механической энергии. Общие естественные законы энергии».

В контексте дистанционного образования необходимо разработать подробный план курса для учащихся в соответствии со школьной программой и планом курса.

Превращения механической и внутренней энергий

Проведите простой эксперимент. Возьмите резиновый мяч, поднимите его на определенную высоту на стол и оставьте.

Он отскакивает от стола, но поднимается на высоту за один раз. Это происходит до тех пор, пока он не остановится. Общая механическая энергия не стабильна.

Почему; шарик испытывает трение. Таким образом, часть механической энергии каждый раз преобразовывалась во внутреннюю энергию до тех пор, пока она не была полностью преобразована.

Однако не все тела отскакивают от поверхности. Когда мы говорили о внутренней энергии тела, мы рассмотрели показательный опыт падения свинцового шарика на свинцовую доску. При падении его механическая энергия была полностью преобразована во внутреннюю энергию.

Таких примеров можно привести множество. Но даже сейчас мы уже можем сделать вывод

Механическая и внутренняя энергия может передаваться от одного тела к другому.

Это можно легко наблюдать в тепловых процессах. Например, при теплопроводности энергия переходит от более нагретого тела к нагретому.

В технике часто можно наблюдать преобразование внутренней энергии в механическую. Например, внутренняя энергия топлива при сгорании в двигателе автомобиля преобразуется в механическую энергию.

4. Тепловые машины, их применение.

Научные объекты термодинамики.. Непосредственным объектом, представляющим интерес для термодинамики как дисциплины, является тепловая машина и, соответственно, коэффициент полезного действия.

Определение тепловой машины.. Тепловая машина — это устройство, в котором внутренняя энергия топлива преобразуется в механическую.

Функциональная схема тепловой машины.. Все тепловые машины функционально делятся на три элемента. Нагреватель — Рабочее тело — Холодильник.

Степень производительности тепловых машин.. Основным показателем тепловой машины является Производительность — Коэффициент производительности.

Определение степени редактирования тепловой машины.. Степень правки тепловой машины — это причина полезной работы, совершаемой рабочим телом по отношению к количеству тепла, переданного от нагревателя к телу.

Рассчитать фактическую степень правки тепловой машины. Степень производительности рассчитывается в зависимости от типа.

.

Согласно закону сохранения энергии, энергия, отводимая от нагревателя, не исчезает — часть ее уходит в виде проекта, а остальное поступает в холодильник.

.

Тип Карно для расчета степени производительности идеальной тепловой машины.. Идеальная производительность двигателя (тепло не теряется и все тепло проецируется) рассчитывается по типу Карно.

Таким образом, степень производительности идеальной машины зависит только от температуры нагревателя и холодильника.

Демонстрация:.

Взаимный переход между кумулятивными ситуациями.

Кипение и парообразование.

Тепловая обработка в природе.

Явления синагоги в газах (в воздухе).

Явления синагоги в жидкостях.

Опыты Джеймса Джоуля по определению работы, совершаемой газами при тепловых процессах.

Контрольный вопрос:.

Укажите основные характеристики агрегатного состояния природных тел.

Опишите характеристики твердых тел, жидкостей и газов.

Сообщите об агрегатном состоянии природных тел на основе индивидуальных и молекулярных представлений.

Сообщите о молекулярных свойствах твердых тел.

Сообщите о молекулярных свойствах жидкостей.

Перечисляет молекулярные свойства газов.

Назовите взаимные переходы между инертными состояниями и сформулируйте содержание этих переходов.

Определите температурные характеристики взаимных переходов вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Назовите промежуточные фазы взаимных переходов вещества из одного агрегатного состояния в другое.

Сообщите физические свойства и определения основных тепловых процессов и явлений.

Показывает три способа передачи тепла.

Формулирует определения тепловых процессов.

Определяет, что означает в термодинамике специальный коэффициент теплопроводности.

Сообщает о физических свойствах тепловой обработки.

Дает определение синагоги.

Дает определение радиации.

Дает спектр излучения и его основные характеристики.

Формулирует законы сохранения энергии в тепловых процессах.

Дает определение понятию законов термодинамики.

Формулирует законы сохранения механической энергии.

Объясняет законы сохранения энергии в двигателях внутреннего сгорания, используя практические примеры.

В чем важность открытия Джеймса Джоуля?

Назовите два способа, с помощью которых изменяется внутренняя энергия тела.

Опишите первый закон термодинамики.

Сообщите о природных свойствах вечного двигателя.

Приведите доказательства невозможности постоянного движения на основе первого закона термодинамики.

Перечислите второй закон термодинамики.

Сообщает о физическом значении вклада Клаузиуса и Томпсона (Кельвина).

Формулирует третий закон термодинамики (третий принцип).

Объясните теорему Нернста с точки зрения ее значения для теоретической физики.

Приведите примеры использования тепловых машин человеком.

Изложите понятие тепловой машины (термомашины).

Укажите научный объект термодинамики.

Укажите определение тепловой машины.

Опишите функциональные характеристики тепловой машины.

Опишите степень работоспособности тепловой машины.

Определяет степень производительности тепловой машины на практических примерах.

Каково назначение карнотипа?

Ахмедова Т.И., Мосягина О.В. Естествознание: учебник / Т.И. Ахмедова, О.В. Мосягина. -м.: рапп, 2012. 137-158.

Уравнение теплового баланса

В изолированной системе, когда горячая и холодная вода смешиваются, количество тепла q₁выделяемое из горячей воды, равно количеству тепла q₂полученному холодной водой, т.е.: q₁|= |Q₂ | . Q₁(выделяется)< 0 , Q₂ (полученное) >0.

Q_{(выделяется) 0} + Q_{Получено.} = 0

Записанное уравнение называется уравнением теплового баланса (этот тип и уравнение используется в 8 классе!) . Определение: общее количество тепла, выделяемого в изолированной системе, равно общему количеству тепла, поглощаемого этой системой.

Уравнение теплового баланса соотносит количество тепла, полученное одним телом, с количеством тепла, отнесенным к другому телу в процессе теплообмена. В этом случае в теплообмене могут участвовать не два, а три или более тел.₁ + Q₂ + Q₃+ … = 0

Уравнение теплового баланса — это закон сохранения энергии процесса теплообмена в системах теплоизоляции. С его помощью можно определить конкретные величины. В частности, удельная теплоемкость вещества может быть отнесена к уравнению теплового баланса.

◊◊Наше примечание! На более высоком уровне используется следующее определение «уравнения теплового баланса В изолированной системе тел, где не происходит никаких преобразований энергии, кроме теплообмена, количество тепла, полученного от тела, внутренняя энергия которого уменьшается, равно количеству тепла, полученного от тела, внутренняя энергия которого увеличивается. Общая энергия системы остается неизменной».

Что такое теплообмен и при каких условиях он происходит

Тела с разной температурой обмениваются тепловой энергией. Этот процесс известен как теплообмен.

Теплообмен — это процесс обмена тепловой энергией между телами разной температуры.

Рассмотрим два тела с разными температурами (рис. 1).

Тело с самой высокой температурой охлаждается и отдает тепловую энергию телу с самой низкой температурой. Затем тело с самой низкой температурой получает тепловую энергию и нагревается.

На рисунке теплое тело изображено розовым цветом, а холодное — синим.

Когда температуры тел равны, теплообмен прекращается.

Для того чтобы происходил теплообмен, тела должны иметь разную температуру.

Когда температуры тел становятся одинаковыми, теплообмен прекращается.

Тепловой баланс — это состояние, при котором температуры тел равны.

Если несколько тел участвуют в процессе теплообмена

В процесс теплообмена может быть вовлечено много тел. Далее для каждого тела необходимо описать вид и количество тепла. Далее необходимо ввести все количества тепла в уравнение теплового баланса.

большая в рамке< Q_+ Q_ + Q_ + ldots + Q_ = 0 > ]

• Для каждого нагретого тела q стоит знак ‘+’.
• Для каждого охлажденного тела в q стоит знак ‘-‘.

Пример расчетов для теплообмена между холодным и горячим телом

Масса 200 грамм горячей воды с температурой +80 градусов Цельсия добавлена к 100 граммам холодной воды с температурой +15 градусов Цельсия. Какой температуры достигнет смесь, когда наступит тепловое равновесие? Считайте, что окружающая среда не участвует в теплообмене.

Примечание: Здесь рассматривается упрощенная задача, чтобы облегчить понимание закона сохранения энергии. В задаче не учитывается, что в баке содержится вода. Тогда часть тепловой энергии расходуется на изменение температуры бака.

При решении других задач обратите внимание на то, что емкость с веществом имеет массу. Тогда часть тепловой энергии расходуется на изменение температуры емкости.

Решение.

В Конвенции говорится, что окружающая среда не участвует в теплообмене. Поэтому данная система считается замкнутой. В закрытой системе выполняются законы сохранения. Например, закон сохранения энергии.

Другими словами, теплообмен с окружающей средой контейнера или воздухом отсутствует, и вся тепловая энергия, отдаваемая горячей водой, поступает от холодной воды.

(1). Запишите уравнение для теплового баланса, в правой части которого можно написать нули.

(2). Затем запишите любое количество любого вида тепла:.

Примечания.

1. (large c_>() — Специальные емкости для воды приведены в справочнике.
2. Масса воды переводится в килограммы и
3. Горячая вода остывает и отдает тепловую энергию. Поэтому, разность (large (t_> — t_>(．) Конечная температура горячей воды ниже исходной, поэтому стоит знак минус.
4. Холодная вода получает тепловую энергию и нагревается. Из-за этого, разность (large (t_> — t_>()) Конечная температура холодной воды выше исходной, поэтому ставится знак плюс.

3). Замените каждое уравнение q уравнением баланса.

4). Для удобства замените символы цифрами.

[large 4200 cdot 0,2 cdot (t_> — 80 ) + 4200 cdot 0,1 cdot (t_>-15) = 0 ]

[large 840 cdot (t_> — 80 ) + 420 cdot (t_>-15) = 0 ]

Раскройте скобку и решите это уравнение, чтобы получить ответ.

ОТВЕТ: температура смеси после прекращения теплообмена составит 58,33 градусов Цельсия.