Energia wewnętrzna

Energia wewnętrzna
Przygotowanie do egzaminu
gimnazjalnego
Uczeń:
2.6 analizuje jakościowo zmiany energii wewnętrznej spowodowanie wykonaniem pracy i przepływem ciepła
2.7 wyjaśnia związek między energią kinetyczną cząsteczek a temperaturą
2.8 wyjaśnia przepływ ciepła w zjawisku przewodnictwa cieplnego oraz rolę izolacji cieplnej
2.9 opisuje zjawisko topnienia, krzepnięcia, parowania, skraplania, sublimacji i resublimacji
2.10 posługuje się pojęciem ciepła właściwego, ciepła topnienia i ciepła parowania
2.11 opisuje ruch cieczy i gazów w zjawisku konwekcji
Doświadczenie
9.5 wyznacza ciepło właściwe wody za pomocą czajnika elektrycznego lub grzałki o znanej mocy (przy założeniu
braku strat)
Umiejętności przekrojowe
8.1 opisuje przebieg i wynik przeprowadzonego doświadczenia, wyjaśnia rolę użytych przyrządów,
wykonuje schematyczny rysunek obrazujący układ doświadczalny
8.2 wyodrębnia zjawisko z kontekstu, wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla wyniku doświadczenia
8.5 rozróżnia wielkości dane i szukane
8.6 odczytuje dane z tabeli i zapisuje dane w formie tabeli
8.7 rozpoznaje proporcjonalność prostą na podstawie danych liczbowych lub na podstawie wykresu
oraz posługuje się proporcjonalnością prostą
8.8 sporządza wykres na podstawie danych z tabeli (oznaczenie wielkości i skali na osiach), a także
odczytuje dane z wykresu
ENERGIA
WEWNĘTRZNA 1/2
Każde ciało posiada energię wewnętrzną.
Energia wewnętrzna to suma energii kinetycznej
cząsteczek ciała i energii potencjalnej oddziaływań między
cząsteczkami.
Cząsteczki poruszają się ruchem postępowym, więc mają
energię kinetyczną, cząsteczki związane są ze sobą siłami
przyciągania, są to siły sprężystości , a więc cząsteczki
mają energię potencjalną wynikającą z oddziaływań
międzycząsteczkowych
ENERGIA
WEWNĘTRZNA 2/2
•Energia wewnętrzna ciała będzie tym większa, im
większa szybkość poruszania się ciała, czyli większa
temperatura ciała.
• Energia wewnętrzna zależy także od rodzaju ciała, a
także od ilości cząsteczek – im więcej cząsteczek, tym
większa energia wewnętrzna ciała.
Karta pracy zad.1
SPOSOBY ZMIANY ENERGII WEWNĘTRZNEJ
CIAŁA
Ew  W  Q
wykonywanie pracy nad ciałem
przez siły zewnętrzne lub przez
ciało
dostarczanie lub
odbieranie ciepła
Karta pracy zad 2
TEMPERATURA
• Temperatura jest miarą
średniej energii
kinetycznej cząsteczek
substancji z której
zbudowane jest ciało.
• Temperatura mierzona jest
za pomocą termometru.
• Temperatura mierzona jest
w skali Celsjusza lub w skali
Kelwina.
SPOSOBY PRZEKAZYWANIA CIEPŁA
Przewodnictwo
ciepła - ciało o
temperaturze
wyższej
przekazuje
ciepło ciału o
temperaturze
niższej
Konwekcja –
zjawisko
unoszenia się
cieplejszych
warstw cieczy lub
gazów
Promieniowanie
cieplne to
przekazywanie
ciepła poprzez falę
elektromagnetyczną
Karta pracy zad 3
PRZEWODNIKI I
IZOLATORY
Przewodnik to ciało, które dobrze
przewodzi ciepło.
Przewodnik w zetknięciu z ciałem ludzkim
jest chłodniejszy, bo lepiej odprowadza
ciepło z organizmu
Izolator to ciało, które nie przewodzi ciepła.
Izolator z zetknięciu z ciałem ludzkim jest cieplejszy , bo
nie odprowadza ciepła z organizmu
Karta pracy zad 4
LICZBOWA WARTOŚĆ CIEPŁA
Ilość ciepła pobranego ( lub oddanego ) obliczamy według
wzoru:
Q  c  m  t  c  m  (t k  t p )
gdzie
c – ciepło właściwe substancji, m – masa ciała, Δt – różnica
temperatur, tk- temperatura końcowa, tp – temperatura
początkowa
CIEPŁO
WŁAŚCIWE
Ciepło właściwe informuje nas, ile ciepła należy dostarczyć
do 1 kg ciała, aby ogrzać je o 1 stopień
Woda jest zimna bo cały czas
paruje i ma dużą wartość ciepła
właściwego: 4200 J
kg 0 C
Piasek jest gorący i szybko
się nagrzewa, wartość ciepła
właściwego: 800 J
kg 0 C
Doświadczenie
Wyznaczanie ciepła właściwego wody za
pomocą czajnika elektrycznego lub grzałki o
znanej mocy
1. Nalewamy do naczynia określoną ilość
wody
2. Mierzymy temperaturę początkową
3. Ogrzewamy wodę za pomocą grzałki o
znanej mocy przez pewien czas
4. Mierzymy temperaturę końcową wody
5. Obliczamy zmianę temperatury
6. Obliczamy energię dostarczoną wodzie
przez grzałkę
7. Obliczamy wartość ciepła właściwego
PRZEMIANY FAZOWE
Karta pracy zad 5,6
TOPNIENIE
Topnienie to zamiana ciała stałego w ciecz.
Topnieniu podlegają zarówno ciała krystaliczne jak i
bezpostaciowe.
1. Ogrzewanie ciała stałego
2. Topnienie
3. Ogrzewanie cieczy
Każde ciało krystaliczne ma swoją temperaturę topnienia.
Ciepło potrzebne w procesie topnienia obliczamy według
wzoru:
Qt  ct  m
Karta pracy zad 7,8
KRZEPNIĘCIE
Krzepnięcie to proces polegający na zamianie cieczy w
ciało stałe. Proces ten zachodzi podczas oziębiania ciała,
czyli obniżania jego temperatury. Ilość ciepła oddawanego
w procesie krzepnięcia obliczamy według wzoru:
Qk  ck  m
gdzie ck – ciepło krzepnięcia
1/ ochładzanie cieczy
2/ krzepnięcie
3/ ochładzanie ciała stałego
Dla danej substancji ciepło topnienia jest równe
ciepłu krzepnięcia.
Karta pracy zad 9
CIEPŁO TOPNIENIA
Duże ciepło topnienia
oznacza, że dużo ciepła
należy dostarczyć, aby
stopić 1 kg ciała
PAROWANIE - SKRAPLANIE
Parowanie to proces zamiany Skraplanie - ciało gazowe
cieczy w ciało gazowe.
przechodzi w ciecz.
Qp  cp  m
Qs  cs  m
gdzie cp – ciepło parowania
gdzie cs – ciepło skraplania
Dla danej substancji ciepło parowania i skraplania mają
taką samą wartość.
1/ ogrzewanie cieczy i jej parowanie
2/ wrzenie
3/ ogrzewanie gazu
Karta pracy zad 10, 11