Повторение и обобщение пройденного. Самостоятельная работа - Внутренняя энергия

Цель: углубить и систематизировать знания учащихся о количестве теплоты и удельной теплоемкости вещества.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания

II. Повторение и обобщение изученного

Первую половину урока можно посвятить повторению основных положений и понятий, связанных с расчетом изменения внутренней энергии тел. Особое внимание следует обратить на то, что в известном выражении ΔU = Q + А, в зависимости от соотношения знаков Q и А, внутренняя энергия может меняться как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. В качестве примера можно привести следующую задачу:

Задача 1

Определить изменение внутренней энергии тела, если над ним была совершена работа 400 Дж, а при теплообмене тело отдало другим телам 500 Дж.

Решение: так как ΔU = Q₁ + А, то с учетом, что Q₁ = -Q, получим:

ΔU = A - Q = -100 Дж.

Внутренняя энергия, таким образом, уменьшилась на 100 Дж.

Далее нужно показать, что расчет количества теплоты, которое тело получает или отдает при теплообмене, можно определить либо по формуле

либо по формуле:

где с* - теплоемкость тела.

Ясно, что для тела данной массы полученное и отданное количество теплоты будет одинаковым, если изменение температуры произошло в одинаковом диапазоне Δt₁ = Δt₂. Значит, Q₁ = -Q₂. Знак «-» указывает на то, что тело отдает тепло.

Задача 2

Теплоемкость тела равна 400 Дж/°С. При нагревании оно получило 8 кДж тепла. Определить изменение температуры тела.

Решение:

Q = c*Δt,

откуда

II. Самостоятельная работа

Самостоятельную работу можно провести дифференцированно: учитель заранее подготавливает карточки с заданиями четырех уровней сложности. При этом, предлагая тот или иной уровень сложности заданий, необходимо учитывать мнение и желание самих учащихся.

Уровень 1

1. Что потребует большего количества теплоты для нагревания на 1 °С: стакан воды или бидон воды?

2. Чугунную деталь массой 1 кг нагрели на 1 °С. На сколько увеличилась при этом внутренняя энергия детали?

Уровень 2

1. Каким количеством теплоты можно нагреть 0,3 кг воды от 12 °С до 20 °С?

2. Слиток серебра массой 120 г при остывании от 66 °С до 16 °С передал окружающей среде 1,5 кДж теплоты. Как велика удельная теплоемкость серебра?

Уровень 3

1. В каком случае горячая вода в стакане охладится больше: если в него опустить серебряную или алюминиевую ложку той же массы? Ответ обоснуйте.

2. Кусок льда был нагрет от -40 °С до -10 °С. При этом было затрачено 21 кДж тепла. Определите массу льда.

Уровень 4

1. Определите массу свинцовой болванки, если она при охлаждении от 20° С до 10 °С отдала 26 кДж.

2. Внутренняя энергия тела увеличилась на 40 кДж. При этом тело получило 50 кДж тепла. Какую работу совершили в этом процессе?