Energia wewnętrzna ciała i jej zmiany

Notatki z lekcji / dział: Ciepło
autor: I.M., PG W-ny
Lekcja 2 i 3
Temat: Energia wewnętrzna ciała i jej zmiany
(na sposób pracy W i ciepła Q).
1)
Termodynamika – dział fizyki zajmujący się zjawiskami cieplnymi
2)
Energia wewnętrzna ciała (Ew) – suma energii kinetycznych chaotycznego ruchu
wszystkich cząsteczek i ich energii potencjalnych wynikających z wzajemnego oddziaływania
międzycząsteczkowego.
Uwaga: siły międzycząsteczkowe nie są siłami grawitacji ale siłami elektrycznymi.
3)
Energia kinetyczna cząsteczek ma wpływ na temperaturę ciała.
a)
np. gdy Ek cząsteczek jest duża (bo cząsteczki szybko się poruszają), to temp.
ciała jest duża;
b) np. gdy Ek
cząsteczek jest mała (bo cząsteczki wolno się poruszają), to temp.
ciała jest mała.
4)
Energia potencjalna cząsteczek ma wpływ na stan skupienia substancji (ciała).
a)
np. gdy Ep cząsteczek rośnie lub maleje (bo cząsteczki oddalają się od siebie lub
zbliżają się, to zmienia się stan skupienia substancji (ciała).
1
Notatki z lekcji / dział: Ciepło
5)
autor: I.M., PG W-ny
Energia potencjalna cząsteczek może zamienić się w energię kinetyczną cząsteczek np.
podczas rozciągnięcia gumki recepturki i puszczenia jej (rys, str. 154 podr. cz2)
6)
Energię wewnętrzną ciała można zmienić.
7)
Sposoby zmiany Ew ciała:
•
wymiana ciepła Q z otoczeniem (np. podczas podgrzewania czy oziębiania);
•
wykonanie pracy W przez ciało lub nad ciałem (np. przez pocieranie, zgniatanie,
rozciąganie, sprężanie, rozprężanie).
8)
O sposobach zmiany Ew ciała mówi I zasada termodynamiki.
9)
I zasada termodynamiki:
zapis matematyczny:
treść:
Energię wewnętrzną ciała można zmienić na sposób ciepła i pracy.
Zmiana energii wewnętrznej ciała jest równa sumie ciepła wymienionego z otoczeniem
i pracy wykonanej przez ciało lub nad ciałem.
10)
Rys. Ilustracja graficzna do I zasady termodynamiki:
Układ nieizolowany – wymiana energii (w postaci Q i W) z otoczeniem.
2
Notatki z lekcji / dział: Ciepło
11)
autor: I.M., PG W-ny
Możliwe są przypadki zastosowania I zasady termodynamiki:
•
tu: zmiana Ew nastąpiła na sposób pracy (ilustrują to 4 zdjęcia na str. 153-155 w podr)
•
tu: zmiana Ew nastąpiła na sposób ciepła (ilustrują to 1 zdjęcie na str. 158 w podr)
3