Підручник Фізика 8 клас - Т. М. Засєкіна - Оріон 2016 рік
РОЗДІЛ 1.ТЕПЛОВІ ЯВИЩА
ПІДСУМКИ ДО РОЗДІЛУ «ТЕПЛОВІ ЯВИЩА»
Після вивчення розділу «Теплові явища» вам стали більш зрозумілими ті природні та штучні явища і процеси, що пояснюються особливостями руху й взаємодії часток речовини, її внутрішньою будовою.
Ваші знання теплових явищ і процесів будуть більш цілісними й операційними, коли ви навчитеся їх систематизувати, застосовувати загальні принципи, теорії, ідеї до аналізу конкретних запитань і практичного втілення знань у конкретних життєвих ситуаціях. Особливо такі вміння стануть у пригоді в ситуаціях, коли вам потрібно буде діяти не за інструкцією, а шукати неординарні способи вирішення проблем.
1. Ви можете описати деякі фізичні характеристики речовини, що пояснюються тепловим рухом.
Тепловим рухом називають безперервний, невпорядкований (хаотичний) рух молекул.
Ви можете зауважити, що в таблиці подано не всі фізичні характеристики речовини, адже вам доводилося чути, що метали проводять електричний струм, а діелектрики — ні, що вода та скло прозорі й крізь них може проходити світло, що уран — радіоактивний елемент. Це дійсно так. Розширювати свої знання про фізичні властивості речовини ви будете під час вивчення інших розділів фізики. У цьому розділі ви розглянули властивості, що пояснюються на молекулярному (атомарному) рівні, без урахування внутрішньої будови частинок речовини.
2. Ви вмієте описувати теплові характеристики тіл і теплові процеси за допомогою відповідних фізичних величин.
Назва фізичної величини |
Визначення |
Символ для позначення |
Прилад для вимірювання / одиниця |
Формула для визначення |
|
Температура |
Фізична характеристика теплового стану речовини, з якої складається тіло; визначається середньою кінетичною енергією хаотичного руху частинок речовини |
За шкалою Цельсія позначають літерою t |
Побутовий термометр/ градус Цельсія (°С) |
— |
За шкалою Кельвіна — літерою Т |
Термометри/ кельвін (К) (основна одиниця температури в СІ) |
Т = t + 273,15 |
||
Внутрішня енергія |
Енергія руху та взаємодії частинок, з яких складається речовина |
U |
Дж (джоуль) |
— |
Кількість теплоти |
Частина внутрішньої енергії, яку дістає чи втрачає тіло при теплообміні |
Q |
Дж (джоуль) |
Q = сm(t - t 0) Q вип= Lm Q
пл =
|
Питома теплоємність речовини |
Фізична величина, що показує, яка кількість теплоти потрібна для збільшення температури речовини масою 1 кг на 1 °С |
c |
|
с =
|
Питома теплота плавлення |
Фізична величина, що показує яка кількість теплоти необхідна для переходу 1 кг речовини із твердого стану в рідкий за температури плавлення |
|
|
|
Питома теплота пароутворення |
Фізична величина, що показує, яка кількість теплоти потрібна, щоб перетворити рідину масою 1 кг у пару без зміни температури |
L (або літера r) |
|
L=
|
Питома теплота згорання |
Фізична величина, що показує, яка кількість теплоти виділяється в результаті повного згорання палива масою 1 кг |
q |
|
q=
|
Коефіцієнт корисної дії нагрівника |
Характеризує ефективність використання теплоти і дорівнює відношенню кількості теплоти, що використовується на нагрівання, до кількості теплоти, отриманої внаслідок згорання палива |
|
% |
η=
|
Коефіцієнт корисної дії теплової машини |
Характеризує ефективність перетворення енергії й дорівнює відношенню виконаної роботи А до наданої кількості теплоти Q 1 |
|
% |
η=
|
m
·100%3. Ви знаєте, що внутрішня енергія передається двома способами, і можете пояснити особливості механізмів теплообміну.
4. Ви можете виміряти кількість переданої або отриманої під час теплообміну енергії й переконатись у тому, що для теплових процесів виконується закон збереження енергії і що енергія може перетворюватися.
Рівняння теплового балансу:
у замкненій системі під час теплообміну одні тіла віддають таку саму кількість теплоти, яку отримують інші тіла.
Q
Якщо між тілами з різними температурами встановлюється тепловий контакт і зовнішні умови не змінюються, то тіла самі по собі переходять у стан теплової рівноваги — стан, за якого температура набуває для всіх тіл однакового значення.
У природі неможливий процес, єдиним результатом якого є виконання механічної роботи лише за рахунок охолодження джерела теплової енергії без нагрівання навколишніх тіл.
5. Ви знаєте, як на практиці використовують теплові властивості речовини, і можете оцінити вплив теплових машин та інших засобів теплотехніки на довкілля, а також необхідність використання енергозбережувальних технологій.
Теплова машина — пристрій для перетворення внутрішньої енергії в механічну.
Механічна робота А, виконана тепловою машиною, дорівнює різниці кількості теплоти Q 1, яку надає нагрівник робочому тілу, і кількості теплоти Q 2, яку віддає робоче тіло охолоджувачу: A= Q 1 - Q 2.
Принцип дії теплових машин
ККД теплової машини дорівнює відношенню виконаної роботи А до наданої кількості теплоти
Q : ККД =
=
= 1-
6. Ви можете оцінити роль видатних учених у розвитку знань про теплоту.
Із історії дослідження теплових явищ
Філософи давнини мали дві точки зору щодо природи теплоти: 1. Теорія теплороду, де теплоту пов’язували із природними стихіями (вогнем, водою, повітрям і землею), з яких утворені всі тіла. 2. В інших дослідженнях теплоту пов’язували з атомістичним ученням про будову речовини (згодом ці дослідження стали підґрунтям термодинамічної теорії) |
|
1742 р. |
Шведський учений Андерс Цельсій запропонував шкалу для вимірювання температури |
1760 р. |
Шотландський фізик і хімік Джозеф Блек увів поняття питомої теплоємності. Покладено початок калориметрії |
1783 р. |
Французькі вчені Антуан Лавуазьє і П’єр Лаплас винайшли калориметр і визначили питомі теплоємності багатьох твердих і рідких тіл |
1784 р. |
Шотландський інженер Джеймс Ватт побудував універсальний паровий двигун |
1799 р. |
Британський фізик і хімік Гемфрі Деві провів досліди з тертям двох кусків льоду, які підтвердили, що нагрівання тіл може бути здійснене за рахунок механічної роботи, і відіграли особливу роль у спростуванні теорії теплороду |
1824 р. |
Французький фізик і математик Саді Карно опублікував працю «Міркування про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю силу», що згодом стала основою теорії теплових двигунів; заклав основи другого начала термодинаміки; розглянув цикл теплового двигуна (цикл Карно), який має особливе значення для термодинаміки |
1827 р. |
Англійський ботанік Роберт Броун першим спостерігав рух мікрочастинок, який згодом назвали його ім’ям — броунівський рух |
1842 р. |
Німецький учений Роберт Майєр відкрив закон збереження енергії (незалежно від нього до відкриття цього закону також прийшли в 1843 р. англійський фізик Джеймс Джоуль і в 1847 р. німецький фізик Герман Гельмгольц) |
1845 р. |
Англійський фізик Джеймс Джоуль визначив величину механічного еквівалента теплоти |
1848 р. |
Британський фізик Вільям Томсон (лорд Кельвін) ввів поняття абсолютної температури й абсолютну шкалу температур (шкалу Кельвіна) |
1850 р. |
Німецький фізик Рудольф Клаузіус увів поняття внутрішньої енергії і сформулював другий закон термодинаміки (у 1851 р. своє формулювання запропонував Вільям Томсон) |
1860 р. |
Французький інженер Етьєн Ленуар створив перший поршневий двигун внутрішнього згорання (удосконалену конструкцію двигуна внутрішнього згорання створив у 1878 р. німецький винахідник Ніколаус Отто) |
1888 р. |
Луї Жорж Гюї довів теплову природу броунівського руху |
1905-1906 рр. |
Німецький фізик Альберт Ейнштейн та польський учений Маріан Смолуховський дали найбільш повне пояснення броунівського руху |
1897 р. |
Німецький інженер Рудольф Дізель побудував двигун внутрішнього згорання з попереднім стисненням повітря і самозайманням палива |