Описание презентации по отдельным слайдам:
1 слайд Описание слайда:Внутренняя энергия
2 слайд
Описание слайда: ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ Сумма кинетической энергии теплового движения и потенциальной энергии взаимодействия всех молекул тела называется внутренней энергией тела.
3 слайд
Описание слайда: Способы изменения внутренней энергии СОВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ Если тело совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается. Если над телом совершают работу, то его внутренняя энергия увеличивается. трение, удар, кручение. ТЕПЛОПЕРЕДАЧА способ изменения внутренней энергии без совершения работы, за счет теплообмена. КОНВЕКЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Описание слайда: Конвекция - вид теплопередачи, при котором энергия переносится струями жидкости или газа. Естественная — нагревание или остывание жидкости, воздуха в комнате, воды в океане, устойчивые ветра (пассаты, муссоны). Вынужденная — перемешивание жидкости или газа (мешалкой, ложкой, насосом, вентилятором). Конвекция в жарочном шкафу. Виды конвекции: Конвекция в помещении. Конвекция в природе
5 слайд
Описание слайда: Излучение - процесс теплопередачи при котором испускание и распространение энергии происходит при помощи электромагнитных волн и элементарных частиц. Виды излучения Теплота – инфракрасное излучение.
6 слайд
Описание слайда: Теплопроводность - передача энергии от более нагретого участка тела к менее нагретому или от более нагретого тела к менее нагретому через непосредственный контакт. В зависимости от внутреннего строения теплопроводность различных веществ (твердых, жидких, газообразных) различна. Теплопроводность зависит от характера переноса энергии в веществе и не связана с перемещением самого вещества в теле. В твердом теле частицы постоянно колеблются около положения равновесия. При росте температуры молекулы начинают колебаться интенсивнее, т.к. растет внутренняя энергии. Часть этой энергии передается соседним молекулам, то есть от одной части тела к соседним.
Описание слайда: Теплопередача в быту и технике Система центрального отопления. Для обогрева жилища используют радиатор, металл которого хороший проводник тепла. Благодаря теплопроводности тепло передается от батареи к воздуху. Прогревание воды в радиаторе и воздуха в помещении происходит за счет конвекции. В теплицах, погребах, защите растений используют теплопередачу. Днем почва поглощает энергию, а ночью охлаждается. Термос - бытовая термоизоляционная посуда. Сохранение температуры вещества происходит за счет того, что вещество из которого сделана колба термоса исключает теплопроводность, конвекцию и излучение.
8 слайд
Описание слайда: Теплопередача в природе. Во время сильной жары в странах Средней Азии люди носят шапки-папахи и ватные халаты – чапаны. Благодаря плохой теплопроводности этих материалов они защищают людей от перегрева (при этом температура окружающего воздуха должна быть выше температуры тела человека, тогда этот способ действует). Все ветры в атмосфере представляют собой конвекционные потоки огромного масштаба. Конвекцией объясняются бризы - ночные и дневные ветры, возникающие на берегах морей и больших озер. Причина образования ветра – это неравномерное нагревание земной поверхности: тёплый воздух поднимается вверх, а на его место приходит более тяжелый и плотный холодный воздух.
Найдите материал к л
kinderbooks.ru
kinderbooks.ru
| НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ ФИЗИКА 8-КЛ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА ТЕМПЕРАТУРА ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ТЕПЛОВЫЕ МАШИНЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЯВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКИ ТЕСТЫ ПО ФИЗИКЕ-8КЛ. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ МАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ 8 классСамостоятельные работы. 8 класс№1 «Тепловые явления» №2 «Изменение агрегатных состояний вещества» №3 «Электрические явления» Зачет «Работа и мощность электрического тока» №4 «Световые явления» Годовая контрольная работа
Первое полугодие
Второе полугодие
ПРИЛОЖЕНИЯ Таблицы физических величинПредметный указательИменной указательФормулы |
splazma.blogspot.com
9.Почему в термосе (рис. 27, а) долго сохраняются горячими чай, кофе? Зачем откачивают воздух из пространства между двойными стенками термоса (рис. 27, б)?
учебник / Упражнение 3 / 9
решебник 1 / Упражнение 3 / 9
Решебник 2 / Упражнение 3 / 9
resheba.com
Слайд 1
«Секреты термоса» Работу выполнил: учащийся 3 «А» класса МБОУ СОШ № 99 г Воронежа Артемов Вадим Руководитель: учитель начальных классов МБОУ СОШ № 99 г Воронежа Букреева Светлана Георгиевна Научно и сследовательская работаСлайд 2
Объектом нашего исследования станет термос - изобретение 19 века. Предметом исследования станут физические свойства термоса. Гипотеза исследования : Мы предполагаем, что изучив строение термоса и механизмы протекания в нем физических явлений, можно создать термос в домашних условиях.
Слайд 3
Цель исследования: изучить строение термоса и создание термоса в домашних условиях. Задачи : изучить теоретический материал, раскрывающий понятие ― термос, принципы работы термоса, его физические свойства; обобщить наблюдения, раскрывающие условия остывания жидкости в термосе ; создать термос в домашних условиях;
Слайд 4
Глава 1. Секреты термоса Что такое термос? Термос (в переводе с греческого) " therme " - горячий.
Слайд 5
История создания термоса Известный шотландский химик 19 века Джеймс Дьюар совершил целый ряд открытий в области физики и химии, но, пожалуй, в народе он запомнился, благодаря своему бытовому изобретению. В 1892 году Джеймс Дьюар разработал изолирующую колбу, которая известна в науке под названием сосуд Дьюара . Джеймс Дьюар
Слайд 6
1.3. Конструкция термоса 1-крышка 2-пробка 3-термос 4-колба
Слайд 7
Вывод: Мое теоретическое исследование помогло раскрыть секреты устройства термоса. Обобщая полученные данные, можно сказать, что главная задача термоса – хранить тепло как можно дольше. Этого можно добиться, если учитывать физические процессы, которые протекают внутри термоса. Необходимо, чтобы теплопередача между горячей жидкостью и холодным воздухом была как можно меньше. Этого добиваются производители термосов. Возможно ли достижение такого эффекта в домашних условиях? На этот вопрос я постараюсь ответить в следующей части своей работы.
Слайд 8
Заключение В процессе выполнения работы мною были полностью решены все поставленные задачи, а именно: в ходе своей работы я узнал историю появления термоса, выяснил устройство этого изделия и понял суть протекающих в нём физических явлений. Это позволило мне сконструировать свою модель термоса. Главное, что требовалось при моделировании – это уменьшить теплопроводность колбы. Мой эксперимент по использованию самодельного термоса в домашних условиях можно считать удачным. Он доказал, что изготовление термоса в домашних условиях реально и выполнимо. Теперь я готов изготовить такой термос для своих домашних нужд. Это позволит сохранить денежные средства. Кроме того, работа помогла пополнить мне свой багаж знаний, позволила расширить кругозор . Кроме термоса есть и другие предметы, которыми люди пользуются давно, но совсем не подозревают о том, какие секреты могут скрывать эти устройства внутри себя. А это значит, что мои исследования будут продолжаться
Слайд 9
Приложения: Приложение 1 Устройство термоса:
Слайд 10
Для модели первого термоса нам потребуются следующие материалы и инструменты: Пластиковая бутылка 1.5 л. Пластиковая бутылка 0,7 л. Скотч Теплоизоляционный материал – листы бумаги Светоотражающий материал – фольга Ножницы. Изготовление термоса в домашних условиях : 1 ) Подготовка материалов и инструментов . Приложение 2
Слайд 11
2) Первый слой колбы - фольга Б еру пластиковую бутылку емкостью 1,5 л. Режу её вдоль. Срезаю у неё винтовую часть горлышка. Эти части потребуются для изготовления корпуса термоса. Далее беру пластиковую бутылку 0,7 л и оборачиваю её фольгой, плотно прижимая к стенкам её к стенкам бутылки. Фольга имеет две стороны: блестящую и матовую. Следует обматывать бутылку матовой стороной наверх, чтобы блестящая сторона оказалась внутри. Слой фольги должен покрывать всю бутылку, в том числе и дно. Бутылка будет играть роль колбы.
Слайд 12
3) Второй слой колбы - бумага Теперь обматываю бутылку несколькими слоями бумаги. Чем больше слой бумаги, тем лучше. Бумажный слой должен быть на стенках и дне бутылки. Чтобы бумага хорошо держалась на бутылке, обмотаю её скотчем. Слой бумаги необходим для создания теплоизоляционного слоя.
Слайд 13
4) Третий слой колбы - фольга Верхний слой бумаги ещё раз обмотаю фольгой
Слайд 14
5) Корпус термоса – пластиковая бутылка Размещаю подготовленную маленькую бутылку в верхнюю и нижнюю части большой бутылки.
Слайд 15
6) Закрепление корпуса скотчем Обматываю скотчем половинки большой бутылки, чтобы она не распалась
Слайд 16
7) Модель термоса готова
Слайд 17
Испытания модели термоса Для проведения испытания модели термоса буду использовать холодную воду. Заливаю воду в термос. Предварительно следует измерить её температуру. Все данные о температуре воды я буду заносить в таблицу (Таблица 1). Испытания термоса будут проходить в течение шести часов. Каждый час я буду замерять температуру воды. Термос во время испытания будет находиться в комнате на столе при комнатной температуре +21. Время Температурные значения воды Величина изменения температуры воды Начало испытания + 2 Через час +6 На 4 выше Через час +8 На 2 выше Через час +12 На 4 выше Через час +14 На 2 выше Через час +18 На 4 выше Через час +20 На 2 выше
Слайд 18
Вывод: Модель термоса успешно прошла испытания. Термос остался целым, вода в нем сохранилась до конца испытания. Изменения температуры воды в термосе происходили плавно и постепенно. В среднем она поднималась на 3 каждый час Через шесть часов вода стала комнатной температуры. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что такую модель термоса можно изготовить в домашних условиях и использовать для хранения холодных жидкостей. Таким термосом можно воспользоваться на даче, при прогулках, во время пикника. Ещё одним достоинством этой модели можно считать его небольшой вес и небьющуюся колбу . Самое главное, что я понял – изготовление термоса в домашних условиях возможно, если при этом учитываются все физические процессы протекающие внутри этого устройства.
Слайд 19
Спасибо за внимание!
nsportal.ru
|
aeterna.qip.ru
Черноуцан А.И. Эстафетный бег молекул, или Как работает термос //Квант. — 1997. — № 5. — С. 31,34.
По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"
Каждый понимает, как утроен термос. Особенно тот, кто хоть раз ронял колбу от термоса на пол, — звук примерно такой же, как от лопнувшей лампочки. И причина та же — и в лампочке, и в колбе давление гораздо ниже атмосферного, поэтому, кроме звона стекла, мы слышим громкий хлопок воздуха.
Если между стенками колбы находится не воздух, а вакуум, то, на первый взгляд, все понятно. Даже воздух довольно плохой проводник тепла — вспомните оконные рамы, — а уж в вакууме-то проводить тепло совсем нечему. (Есть еще один механизм потери энергии горячим телом — излучение, и в чистом вакууме этот механизм не только основной, но и единственный, но мы от него отвлечемся и сосредоточимся на «эффекте термоса».) На самом деле в колбе находится не чистый, а так называемый технический вакуум, т.е. сильно разреженный, но все же воздух. Возникает вопрос — а насколько сильно надо этот воздух откачивать? Ведь чем выше требования к степени разреженности, тем труднее такую колбу сделать.
Постараемся ответить на этот вопрос, но прежде обсудим, как происходит передача энергии от более горячей стенки к более холодной, если между ними находится разреженный воздух.
Молекулы воздуха, которые ударяются о горячую стенку, приобретают от молекул стенки избыточную энергию. В среднем энергия отлетающих от этой стенки молекул становится равной αkT1, где k — постоянная Больцмана, T1 — абсолютная температура горячей стенки, а α — коэффициент порядка единицы (для оценок достаточно положить α = 1). От холодной стенки молекулы отлетают со средней энергией αkT2, где T2 — температура холодной стенки. Если бы о холодную стенку ударялись те самые молекулы, которые отлетают от горячей, то за единицу времени от горячей стенки к холодной передавалась бы энергия αk(T1 - T2)Z, где Z — число молекул, ударяющихся о стенку за одну секунду.
Для оценки этого числа молекул будем для простоты считать, что все молекулы движутся с одной и той же скоростью υ, причем в направлении от горячей стенки к холодной летит 1/6 часть молекул (это — одно из направлений вперед—назад, вверх—вниз или вправо—влево) и 1/6 часть летит навстречу. Остальные молекулы в этой модели летят параллельно стенкам. Если концентрация молекул воздуха n, то за единицу времени о площадку S ударятся
\(~Z = \frac 16 n \upsilon S\)молекул. Так как скорость зависит только от температуры (напомним, что средняя квадратичная скорость равна \(~\upsilon = \sqrt{\frac{3kT}{m}}\) , где m — масса молекулы), то в предположении, что молекулы летят от горячей стенки прямо к холодной и бережно доносят до нее всю избыточную энергию, поток энергии от стенки к стенке (т.е. энергия, переносимая за единицу времени), равный
\(~P = \alpha k (T_1 - T_2) Z = \frac 16 \alpha k n \upsilon S (T_1 - T_2)\) ,оказывается пропорциональным не только площади и разности температур, но и концентрации молекул, а значит, и давлению газа p = nkT. Таким образом, чем ниже плотность газа и его давление, тем хуже он проводит тепло.
Однако все это правильно только для очень разреженного газа. В обычном газе любая молекула до соударения с другой молекулой пролетает расстояние значительно меньшее, чем расстояние между стенками. Можно сказать, что передача энергии от стенки к стенке происходит эстафетным способом. ( Мы отвлекаемся от передачи энергии с помощью конвекции — в узком промежутке между стенками колбы термоса конвекция несущественна.) Температура молекул между стенками линейно уменьшается от T1 до T2, и энергия передается по цепочке — от более «горячих» молекул к более «холодным». Но эстафетный способ менее эффективен, чем прямой, — ведь к холодной стенке подлетают не молекулы от горячей стенки, несущие полный запас избыточной энергии, а молекулы из близлежащих, более холодных областей.
Рис. 1
Чтобы оценить влияние соударений между молекулами, введем среднюю длину свободного пробега, которую обозначим λ. Как видно из названия, это есть не что иное, как среднее расстояние, которое молекула проходит между двумя соударениями. Будем для простоты считать, что все летящие от стенки к стенке молекулы испытывают соударения, пролетев расстояние λ. Тогда расстояние между стенками L разделится на \(~N = \frac{L}{\lambda}\) областей (рис. 1), причем избыточная энергия летящих по направлению к холодной стенке молекул определяется температурой той плоскости, где произошло последнее столкновение, т.е. постепенно уменьшается от области к области. Переносимая через каждый слой энергия равна разности энергий молекул, которые летят к холодной стенке и которые летят им навстречу. Так как разность температур между «стенками» области равна \(~\frac{T_1 - T_2}{N}\), то поток энергии между ними равен
\(~P_N = \alpha k Z \lambda \frac{T_1 - T_2}{L} = \frac 16 \alpha k n \upsilon S \lambda \frac{T_1 - T_2}{L}\) ,Рис. 2
Осталось понять, от чего и как зависит длина свободного пробега. Представим все молекулы шариками диаметром d и будем считать, что движется только одна молекула, а остальные молекулы хаотически разбросаны по объему, неподвижны и, более того, как бы «прозрачны» для выделенной молекулы. Посчитаем, сколько молекул она «не заметила» за одну секунду (хотя должна была с ними столкнуться), пролетев расстояние υ. Нетрудно понять, что наша молекула задела бы все шарики, центры которых окажутся на расстоянии меньшем d от линии движения ее центра (рис.2), т.е. которые попадут в цилиндр радиусом d и высотой υ. Число таких центров равно \(~n(\pi d^2 \upsilon)\). Значит, среднее расстояние между соударениями равно
\(~\lambda = \frac{\upsilon}{n \pi d^2 \upsilon} = \frac{1}{n \pi d^2}\) .Длина свободного пробега оказалась обратно пропорциональной концентрации молекул.
Поскольку поток энергии между стенками зависит от произведения nλ, получается, что при постоянной температуре поток энергии от стенки к стенке не зависит ни от плотности газа, ни от его давления. Этот парадоксальный и неожиданный результат был впервые предсказан Дж.Максвеллом, и его экспериментальное подтверждение было важным успехом молекулярно-кинетической теории.
Но как же термос? Выходит, что, сколько ни откачивай воздух, никакого толка не будет? Не волнуйтесь, с термосом все в порядке. Чем больше мы откачиваем воздух, тем больше становится длина свободного пробега. Когда она превысит расстояние между стенками L, вступит в действие прямой способ передачи энергии — непосредственно от стенки к стенке, при котором, как мы убедились, поток энергии пропорционален плотности газа (и не зависит от расстояния между стенками).
Оценим, до каких давлений надо добраться. Если λ ≈ L, то \(~n = \frac{1}{\pi d^2 L}\). Пусть расстояние между стенками L = 3 мм, а диаметр молекул (из таблиц) d ≈ 3·10-10 м. Тогда для температуры Т = 300 К получим р = nkT ≈ 5 Па. Только с этого давления начнется уменьшение теплопроводности. Например, при давлении 0,1 Па поток тепла будет в несколько десятков раз меньше, чем без откачки. Но это давление в миллион раз меньше, чем атмосферное.
Один мой знакомый предложил применить принцип работы термоса для утепления окон. Достаточно откачать воздух между рамами, — убеждал он, — и тепло через стекла уходить не будет. Я возразил, что при сильной откачке трудно (и дорого) будет обеспечить герметичность, но главное — стекла будут со страшной силой прижиматься друг к другу атмосферным давлением. (Оцените сами, какие возникнут нагрузки.) А зачем сильно откачивать? — ответил автор проекта, — откачаем немного, и уже станет лучше!
Теперь вы знаете, как ему возразить?
www.physbook.ru
|
|
|
|
|
|
