น.พ.
, MOU โรงเรียนมัธยมศึกษากรกฎาคม กับ UIOP, น. กรกฎาคม เขต Votkinsky สาธารณรัฐอุดมูร์ต

กำลังภายใน

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:จัดกิจกรรมของนักเรียนในการรับรู้แนวคิดของ "อุณหพลศาสตร์", "พลังงานภายใน", "จำนวนองศาอิสระ"; เกี่ยวกับความเข้าใจในการค้นหาพลังงานภายในร่างกาย ก๊าซในอุดมคติ โดยการจดจำสูตรทั่วไปสำหรับการคำนวณพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติโดยใช้แนวคิดของจำนวนองศาอิสระ โดยการประมาณพลังงานภายในของปริมาตรหรือมวลของก๊าซบางส่วน

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:เพื่อฝึกฝนแนวคิดของ "อุณหพลศาสตร์", "พลังงานภายใน", "จำนวนองศาอิสระ"; เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไมเราจึงศึกษาพลังงานภายใน เหตุใดเราจึงเรียนรู้ที่จะค้นหาพลังงานภายในของก๊าซอุดมคติ เรียนรู้ที่จะแยกแยะก๊าซ monatomic จากไดอะตอมมิกเพื่อให้เข้าใจว่าพวกมันมีจำนวนองศาอิสระที่แตกต่างกัน เรียนรู้ที่จะหาพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ

อุปกรณ์:กระดานที่ออกแบบมาสำหรับบทเรียน ตารางรูปภาพ ลูกบอล, ลูกบอลดินน้ำมัน; การ์ด - บันทึกอ้างอิง, แต้ม, การทดสอบ, การควบคุม

ตกแต่งบอร์ด

ระหว่างเรียน

1. เวทีองค์กร(ทำความคุ้นเคยกับชั้นเรียน, ทำความคุ้นเคยกับแผนงานในบทเรียน)

2. การทำซ้ำ(อัปเดตความรู้สูตรซ้ำสำหรับแก๊ส MKT เล่นโดมิโน: แจกไพ่โดมิโนชุดหนึ่งสำหรับแต่ละโต๊ะซึ่งจะต้องสลายตัวในช่วงเวลาหนึ่งเพื่อให้ได้วงจรอุบาทว์คุณสามารถเริ่มต้นด้วยการ์ดใดก็ได้)

3. การเรียนรู้สื่อใหม่ๆ

เริ่มบทเรียนโดยแสดงรูปภาพ:

– การใช้กำลังกล้ามเนื้อของคนและสัตว์ในการทำงาน (ภาพจากชุดประวัติศาสตร์)

– การใช้กลไกง่ายๆ (คันโยก, บล็อก, ลิ่ม, ประตู, ระนาบเอียง) ในการทำงาน

– การใช้พลังงานลมและน้ำ

– การใช้การเปลี่ยนผ่านของก๊าซจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งหรือสารจากสถานะหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่งเพื่อให้ได้พลังงานกลสำหรับร่างกาย กล่าวคือ การเปลี่ยนพลังงานภายในเป็นพลังงานกล (กังหันไอน้ำ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน เครื่องยนต์สันดาปภายใน)

อุณหพลศาสตร์เป็นส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ที่แสดงให้เห็นว่าพลังงานภายในสามารถใช้ได้

การทดลองกับลูกบอล plasticine (ลูกบอลที่ยกขึ้นมีพลังงานศักย์ เมื่อมันตกลงมา มันจะกลายเป็นพลังงานจลน์ แต่เมื่อตกลงไปที่พื้น ลูกบอลไม่กระเด้ง พลังงานหายไปไหน เกิดอะไรขึ้นกับลูกบอล? ).

คำจำกัดความของ "พลังงานภายใน" คือพลังงานของโมเลกุลที่ประกอบเป็นร่างกาย ระบุ ยู, วัดเป็นจูล (J)

โมเลกุลมีพลังงานอะไรบ้าง? ทำไม? (จลนศาสตร์เพราะมันเคลื่อนไหว ศักยภาพเพราะพวกเขามีปฏิสัมพันธ์)

เหตุใดเราจึงแนะนำแบบจำลองก๊าซในอุดมคติ (เพื่อไม่ให้คำนึงถึงปฏิกิริยาของโมเลกุล เนื่องจากก๊าซในอุดมคติคือก๊าซที่โมเลกุลไม่มีปฏิกิริยาโต้ตอบ) ข้อสรุปใดที่สามารถสรุปได้เกี่ยวกับพลังงานของโมเลกุลก๊าซในอุดมคติ (พวกมันมีพลังงานจลน์เท่านั้น)

เรารู้ว่าโมเลกุลของก๊าซในอวกาศเคลื่อนที่ในสามทิศทาง: X, Y, Z. ถ้าพลังงานจลน์ของโมเลกุลเท่ากับ อี k = (3/2) kTแล้วมีพลังงานในทิศทางเดียว kT/2. เรียกเลข 3 ว่า จำนวนองศาอิสระ(จำนวนทิศทางการเคลื่อนที่ของโมเลกุล) ของก๊าซหนึ่งอะตอม

และตอนนี้ให้ดูที่บทสรุปอ้างอิงของการได้มาของสูตรสำหรับพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ (แต่ละอันอยู่บนโต๊ะ)

มาทำงานกับโครงร่างนี้กัน บนพื้นฐานของสิ่งที่เราย้ายจากนิพจน์หนึ่งไปอีก?

มาคำนวณพลังงานภายในของอากาศในห้องเรียนกัน ความดันบรรยากาศ 1.01 10 5 Pa เราใช้ปริมาตรตามขนาดของชั้น: 6 × 12 × 3 ม. 3 เมื่อพิจารณาว่าอากาศประกอบด้วยออกซิเจนและไนโตรเจน จำนวนองศาอิสระเท่ากับ 5 เช่นเดียวกับก๊าซไดอะตอมมิกทั้งหมด

นี่เป็นพลังงานเกือบเท่าที่จำเป็นในการยกเครื่องบินหนักขึ้นให้สูง 30 เมตร

4. บทสรุปของบทเรียน

วันนี้เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง? (เทอร์โมไดนามิกส์ พลังงานภายใน จำนวนองศาอิสระคืออะไร) จุดประสงค์ของบทเรียนคืออะไร (ทำไมเราต้องศึกษาพลังงานภายในและวิธีการคำนวณหาก๊าซในอุดมคติ)

5. การตรวจสอบการดูดซึมเสร็จสิ้นภารกิจการทดสอบ กรอกการ์ดควบคุมหนึ่งใบ (ทั้งสองใบอยู่บนแต่ละโต๊ะ) สำหรับครู อีกใบสำหรับตัวคุณเองเพื่อประเมินงานของคุณ

1. จงหาพลังงานภายในของไฮโดรเจน 2 กก. ที่อุณหภูมิ 200 °C

ก) 6.1 กิโลจูล; ข) 6.1 เมเจอร์; ค) 610,000 เจ.

2. ค้นหาพลังงานภายในของฮีเลียม 5 ม. 3 ที่ความดัน 10 5 Pa

ก) 7.5 เมเจอร์; ข) 7.5 กิโลจูล; ค) 750,000 จ.

3. เปรียบเทียบพลังงานภายในของออกซิเจน 32 กรัม กับไฮโดรเจน 2 กรัม ที่อุณหภูมิ 23 องศาเซลเซียส

ก) ยูเกี่ยวกับ > ยูชม; ข) ยูอู๋< ยูชม; วี) ยูโอ = ยูน.

4. เปรียบเทียบพลังงานภายในของออกซิเจน 1 โมลกับอาร์กอน 1 โมลที่อุณหภูมิเท่ากัน

ก) ยูเกี่ยวกับ > ยูอาร์; ข) ยูอู๋< ยูอาร์; วี) ยูโอ = ยูอา.

5. พลังงานภายในของก๊าซขึ้นอยู่กับปริมาณเท่าใด

ก) เฉพาะจาก ตู่; B) จาก .เท่านั้น วี; ที่นี่ ตู่และ วี.

การ์ดควบคุม

6. การสะท้อนกลับในบัตรที่เหลือ ประเมินงานของคุณ มีกี่คำตอบที่ถูกต้อง - การประเมินดังกล่าว

7. การบ้าน.§ 54 ตำราเรียน Kasyanova V.A."ฟิสิกส์-10" ในส่วน "การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน" คำถามที่ 1-4 หน้า 266.

8. รอบชิงชนะเลิศ ครู.ขอบคุณสำหรับการทำงานของคุณ! ฉันดีใจที่ได้ร่วมงานกับคุณในวันนี้

นิโคไล เปโตรวิช คอชกิน– อาจารย์วิชาฟิสิกส์ประเภทวุฒิสูงสุด ประสบการณ์การสอน 37 ปี เขารวมนวัตกรรมและประเพณีการสอนไว้ในงานของเขา รู้วิธีบรรลุผลตอบแทนสูงสุดในบทเรียน เกี่ยวข้องกับเด็ก ๆ ในการสร้างสรรค์ร่วมกัน สอนเด็กให้จัดระเบียบงานอย่างมีเหตุผล ทำงานกับหนังสือ แสดงความคิดเห็นอย่างมีเหตุผลและสม่ำเสมอ และทำงานให้เสร็จโดยอิสระ นักเรียนของเขาได้รับรางวัลหลายครั้งในการแข่งขันโอลิมปิกระดับภูมิภาคในปี 2545-2548 ซึ่งเป็นศูนย์วิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมสำหรับนักเรียนมัธยมปลาย "หนทางสู่ความสำเร็จ" ในส่วน "ฟิสิกส์ดาราศาสตร์" ในปี พ.ศ. 2549 ผลงานวิจัยในหัวข้อ "Test control - a device for ตรวจสอบการทดสอบ" ของนักเรียน เชอร์โคว่า บีและ วาร์ลาโมว่า เอ.ถูกนำเสนอที่พรรครีพับลิกัน NPK "Youth - Science and Technology!" การแข่งขัน "ENOTik" (ในปี 2549 นักเรียนเกรด 5-8 เข้าสู่สิบอันดับแรก) Nikolai Petrovich แนะนำเทคโนโลยีการศึกษาแบบแยกส่วนอย่างแข็งขันพัฒนาหลักสูตรพิเศษ "ฟิสิกส์ในโรงเรียนในชนบท" สำหรับชั้นเรียนทางเลือก จัดการประชุมเชิงปฏิบัติการในการแก้ปัญหาความยากที่เพิ่มขึ้นสำหรับครูของเขต ประสบความสำเร็จในการเตรียมผู้สำเร็จการศึกษาจากโรงเรียนเพื่อเข้าศึกษาในสถาบันอุดมศึกษา กำกับดูแลโรงเรียนพลศึกษาของครูฟิสิกส์เคมีชีววิทยา Nikolai Petrovich ได้รับการยอมรับว่าดีที่สุดในการเสนอชื่อ "ความภักดีต่อวิชาชีพครู" ในการแข่งขันระดับภูมิภาคของทักษะทางวิชาชีพ "ครูแห่งปี 2547" สำหรับการทำงานหลายปีของเขา เขาได้รับประกาศนียบัตรหลายครั้งจาก Russian Academy of Education and Science of the Udmurt Republic เขาชอบปลูกดอกไม้ เก็บผลเบอร์รี่และเห็ด ไขปริศนาอักษรไขว้และปัญหาการคำนวณ กับภรรยาของเขา Tamara Alexandrovna ครูโรงเรียนประถมศึกษา (ประสบการณ์การสอน 40 ปี) พวกเขาเลี้ยงลูกสี่คน: Alexander เป็นคนขับรถ Pyotr เป็นช่างไม้พนักงานควบคุมเครื่องจักร Ilya เป็นวิศวกรไฟฟ้านักเรียนทางจดหมาย Ekaterina เป็นนักเรียน ของ IzhGSKHA ตัวเขาเองเติบโตขึ้นมาในครอบครัวของเกษตรกรกลุ่มหนึ่งซึ่งมีลูกหกคน (และอีกสิบคนในครอบครัวของภรรยาของเขา) หลังจากจบการศึกษาจากคณะเศรษฐศาสตร์ของ IzhGSKhA เขาทำงานนอกเวลาเป็นนักบัญชีที่ SEC Selegovskoye เป็นเวลา 17 ปี ผู้เข้ารอบสุดท้ายของการแข่งขัน "ครูแห่งปี 2550" ของพรรครีพับลิกันผู้ชนะการแข่งขัน All-Russian ภายใต้กรอบของ PNPO "ครูที่ดีที่สุดของรัสเซีย-2551" ซึ่งเป็นทหารผ่านศึกได้รับรางวัลตราเกียรติยศ

หัวข้อ: พลังงานภายในของก๊าซอุดมคติ

จุดประสงค์ของบทเรียน: เพื่อทำซ้ำแนวคิดของพลังงานภายใน ก๊าซในอุดมคติ หาสูตรสำหรับกำหนดพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ พิจารณาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในในกระบวนการไอโซทั้งหมดที่เกิดขึ้นในก๊าซในอุดมคติ

ระหว่างเรียน

เวลาจัดงาน

กิจกรรมของครู

ไงพวกเธอ! นั่งลง!

วันนี้เรามีบทเรียนฟิสิกส์อีกเรื่อง คุณพร้อมที่จะกระโดดเข้าสู่โลกแห่งฟิสิกส์เป็นเวลา 45 นาทีแล้วหรือยัง?

เราตั้งเป้าหมายอะไรสำหรับบทเรียนนี้ และงานอะไรที่เราจะแก้ไข

วัตถุประสงค์: เรียนรู้หัวข้อใหม่ นำความรู้ที่ได้รับมาแก้ปัญหา ภารกิจ: การพัฒนาความสามารถในการสร้างสรรค์และการวิจัยเพิ่มความสนใจในวิชาฟิสิกส์

การทำซ้ำของวัสดุที่เรียนรู้ ตรวจการบ้าน (13-15 นาที)

กิจกรรมของครู

กิจกรรมที่ตั้งใจไว้ของนักศึกษา

วันนี้การตรวจสอบวัสดุที่ศึกษาจะเป็นดังนี้

ลำดับของการเน้นงานและการตรวจสอบ

1. การตรวจสอบการทดสอบ

2. การตรวจสอบการแก้ปัญหาเชิงคุณภาพ

3. การตรวจสอบงานเชิงปริมาณ

4. ตรวจสอบงานกราฟิก

5. ตรวจสอบการทำงานของห้องปฏิบัติการเสมือน

6. คลิปวิดีโอการทดลอง

ถาม: ทำไมน้ำในกระบอกสูบถึงสูงขึ้น? สาเหตุที่น้ำขึ้น?

วันนี้เราจะพิจารณาพลังงานภายในและการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในในอุณหพลศาสตร์

ดังนั้นหัวข้อของบทเรียนของเรา?

เราเขียนวันที่ของวันนี้และหัวข้อของบทเรียน "พลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ"

1. นักเรียนกลุ่ม 3-4 ทำการทดลอง การตรวจสอบกฎหมายของเกย์-ลูสแซก อุปกรณ์ : เทอร์โมมิเตอร์ น้ำร้อน น้ำเย็น กระบอก ดินน้ำมัน 2 ถ้วย ไม้บรรทัด มินิวิดีโอของการทดลอง การคำนวณภาพถ่ายและวิดีโอจะถูกโอนไปที่Viber.

2. นักเรียน 1-2 คนต้องกรอกโจทย์การคำนวณความซับซ้อนปานกลางในการประยุกต์ใช้กฎแก๊ส ภาพถ่าย และการถ่ายโอนไปยังViber.

3. นักเรียน 1-2 คนต้องเจอปัญหาคุณภาพทางเน็ตในหัวข้อกฎหมายแก๊สแล้วแก้ ผ่านViber.

4. นักเรียน 1-2 คนควรวาดกระบวนการไอโซโพรเซสเป็นกราฟในวี= วี(T) และวาดใหม่ใน P=P(วี). วาดภาพวาดบนกระดาน

5. นักเรียน 1-2 คนต้องทำงานให้เสร็จในห้องปฏิบัติการเสมือน มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

6. ส่วนที่เหลือทำการทดสอบ เมื่อเสร็จสิ้นแล้ว พวกเขาจะรวมอยู่ในงานในการตรวจสอบงานที่เสร็จสมบูรณ์โดยนักเรียนคนอื่น ๆ ที่นำเสนอบนกระดาน

อุณหภูมิอากาศภายในกระบอกสูบลดลง

กำลังภายใน

เรียนรู้เนื้อหาใหม่ (13-15 นาที)

กิจกรรมของครู

กิจกรรมที่ตั้งใจไว้ของนักศึกษา

พลังงานภายในคืออะไร?

แก๊สในอุดมคติ?

คุณสมบัติของก๊าซในอุดมคติ

ที่มาของสูตรพลังงานภายในของก๊าซอุดมคติแบบโมโนโทมิก

สูตรพลังงานภายในสำหรับก๊าซอุดมคติเชิงเดี่ยว ก๊าซโมโนโทมิก: ฮีเลียม นีออน อาร์กอน

สูตรพลังงานภายในสำหรับก๊าซอุดมคติไดอะตอม ก๊าซไดอะตอมมิก: ออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน

สูตรพลังงานภายในสำหรับก๊าซอุดมคติ polyatomic ก๊าซ Polyatomic: คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ ฯลฯ

สูตรทั่วไปสำหรับพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ :

การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ :

เราพิจารณากระบวนการไอโซโพรเซสใด และกำหนดการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในในกระบวนการเหล่านี้

พลังงานภายใน - พลังงานศักย์และพลังงานจลน์ของโมเลกุลทั้งหมดของร่างกายที่กำหนด

ก๊าซในอุดมคติคือก๊าซที่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลเพียงเล็กน้อย

1) ไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล: พลังงานศักย์ของโมเลกุลก๊าซในอุดมคติเป็นศูนย์

2) ปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้นเฉพาะระหว่างการชนเท่านั้นการกระแทกนั้นยืดหยุ่นอย่างแน่นอน

3) โมเลกุลก๊าซในอุดมคติ - จุดวัสดุ

ตอบคำถาม ร่วมสร้างสูตร

จดบันทึก ระบายสีปริมาณทางกายภาพ

กระบวนการไอโซเทอร์มอล:

กระบวนการไอโซบาริก:

กระบวนการไอโซคอริก:

4. การรวมเนื้อหาที่ศึกษา (15-17 นาที)

กิจกรรมของครู

กิจกรรมที่ตั้งใจไว้ของนักศึกษา

งาน:

อากาศที่มีน้ำหนัก 15 กก. ถูกทำให้ร้อนจากอุณหภูมิ 100 อู๋ C ถึง 250 อู๋ C ที่ความดันคงที่ ค้นหาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในหรือไม่?

นักเรียนรับแบบทดสอบทางอีเมลและแก้ปัญหาจากการทดสอบด้วยตนเอง

หลังจากการทดสอบเสร็จสิ้น คำตอบจะแสดงบนคอมพิวเตอร์ของครูโดยอัตโนมัติ

นักเรียน 1 คนเขียนวิธีแก้ปัญหาไว้บนกระดาน เมื่อแก้จะใช้สูตรการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน

นักเรียนเปิดจดหมายและแก้ไขงานทดสอบ

5. สรุป. การบ้าน.

1การทดสอบ กฎหมายแก๊ส

* อย่างจำเป็น

นามสกุลและชื่อ *

โมเลกุลของสารจะเคลื่อนที่แบบสุ่มที่ความเร็วเฉลี่ย 100 เมตร/วินาทีในสถานะการรวมตัวของสารใด *

ในก๊าซและของเหลว

เป็นแก๊สเท่านั้น

ในของเหลวและของแข็ง

ในก๊าซและของแข็ง

คาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาจะขยายตัวแบบไอโซบาริก มวลของก๊าซมีค่าคงที่ อุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซควรเปลี่ยนเป็นสี่เท่าของปริมาตรได้อย่างไร *

เพิ่มขึ้น 16 เท่า

เพิ่มขึ้น 4 เท่า

ปรับลดรุ่น 16 ครั้ง

ลดลง 4 เท่า

อากาศอัดจะถูกปล่อยออกจากภาชนะแก้วในขณะเดียวกันก็ให้ความร้อนแก่ภาชนะ ในเวลาเดียวกัน อุณหภูมิสัมบูรณ์ของอากาศในถังเพิ่มขึ้น 2 เท่า และความดันเพิ่มขึ้น 3 เท่า มวลอากาศในเรือลดลงใน *

6 ครั้ง

3 ครั้ง

1.5 ครั้ง

2 ครั้ง

ตามแนวคิดสมัยใหม่ นิวเคลียสของอะตอมคาร์บอนประกอบด้วย ... *

อิเล็กตรอนและโปรตอน

นิวตรอนและโพซิตรอน

โปรตอนเท่านั้น

โปรตอนและนิวตรอน

มีโมเลกุลก๊าซ 36*10^26 ในบอลลูน ปริมาณสารในขวดโดยประมาณคือเท่าไร? *

6 โมล

36 โมล

6 กม

36 กม

2 การทดสอบ กำลังภายใน

แบบฟอร์มเริ่มต้น

นามสกุลและชื่อ

ตัวอย่างใดต่อไปนี้ที่พลังงานกลแปลงเป็นพลังงานภายใน

ต้มน้ำบนเตาแก๊ส

กระสุนพุ่งเข้าเป้า

เครื่องยนต์สันดาปภายใน

ให้ความร้อนแก่ลวดโลหะในเปลวไฟ

ตัวเลือก 5

ฮีเลียมที่ปล่อยออกมา 10 โมลอยู่ในภาชนะที่มีความดันเหนือบรรยากาศ พลังงานภายในของก๊าซจะเปลี่ยนไปอย่างไรหากมีรูเล็ก ๆ ในถังและอุณหภูมิคงที่?

จะเพิ่มขึ้น

ลด

จะไม่เปลี่ยนแปลง

พลังงานภายในของน้ำจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อถูกทำให้ร้อนจาก 25 C เป็น 50 C?

จะไม่เปลี่ยนแปลงเพราะ ตาข่ายคริสตัลไม่ก่อตัว

ไม่เปลี่ยนแปลงเพราะ น้ำไม่เดือด

กำลังเติบโตเพราะ อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ลดลงเพราะ อุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ก๊าซในอุดมคติจะถูกบีบอัดแบบไอโซบาระติก พลังงานภายในของก๊าซเปลี่ยนแปลงอย่างไรในกรณีนี้?

เพิ่มขึ้น

ลดลง

ไม่เปลี่ยนแปลง

พลังงานภายในของก๊าซเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในระหว่างการบีบอัดด้วยอุณหภูมิความร้อนต่ำ 0.2 ลูกบาศก์เมตร ก๊าซซึ่งอยู่ในสถานะเริ่มต้นที่ความดัน 200 kPa? ปัดคำตอบของคุณเป็นจำนวนเต็ม

สิ้นสุดแบบฟอร์ม

แบบฟอร์มเริ่มต้น

ร่างกายหรือวัตถุใด ๆ มีพลังงาน ตัวอย่างเช่น เครื่องบินที่บินได้หรือลูกบอลที่ตกลงมานั้นมีพลังงานกล ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับวัตถุภายนอก พลังงานกลสองประเภทมีความโดดเด่น: จลนศาสตร์และศักยภาพ พลังงานจลน์ถูกครอบครองโดยวัตถุทั้งหมดที่เคลื่อนที่ในอวกาศไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง นี่คือเครื่องบิน, นก, ลูกบอลที่บินไปที่ประตู, รถที่กำลังเคลื่อนที่ ฯลฯ พลังงานกลประเภทที่สองมีศักยภาพ พลังงานนี้ถูกครอบงำ เช่น โดยหินที่ยกขึ้นหรือลูกบอลเหนือพื้นดิน สปริงอัด เป็นต้น ในกรณีนี้ พลังงานจลน์ของร่างกายสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์และในทางกลับกัน

เครื่องบิน เฮลิคอปเตอร์ และเรือเหาะมีพลังงานจลน์

สปริงอัดมีพลังงานศักย์

ขอ​พิจารณา​ตัว​อย่าง. โค้ชหยิบลูกบอลขึ้นมาและถือไว้ในมือของเขา ลูกบอลมีพลังงานศักย์ เมื่อโค้ชขว้างลูกบอลลงพื้น ก็มีพลังงานจลน์ขณะลอยอยู่ หลังจากที่ลูกบอลกระดอนก็มีพลังงานไหลออกมาจนลูกบอลตกลงสู่สนาม ในกรณีนี้ทั้งพลังงานจลน์และพลังงานศักย์จะเท่ากับศูนย์ แต่ในขณะเดียวกันลูกบอลก็เพิ่มพลังงานภายในของโมเลกุลขึ้นเนื่องจากการมีปฏิสัมพันธ์กับสนาม

แต่ยังมีพลังงานภายในของโมเลกุลของร่างกายเช่นลูกเดียวกัน ตราบใดที่เราขยับหรือยกขึ้น พลังงานภายในจะไม่เปลี่ยนแปลง พลังงานภายในไม่ได้ขึ้นอยู่กับการกระทำหรือการเคลื่อนไหวทางกล แต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ สถานะของการรวมกลุ่ม และคุณสมบัติอื่นๆ เท่านั้น

ในทุกร่างกายมีโมเลกุลมากมาย พวกมันสามารถมีได้ทั้งพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่และพลังงานศักย์ของการปฏิสัมพันธ์ โดยที่ กำลังภายในคือผลรวมของพลังงานของโมเลกุลทั้งหมดในร่างกาย

วิธีเปลี่ยนพลังงานภายในร่างกาย

พลังงานภายในขึ้นอยู่กับความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลในร่างกาย ยิ่งเคลื่อนไหวเร็วเท่าไร พลังงานของร่างกายก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ซึ่งมักเกิดขึ้นเมื่อร่างกายได้รับความร้อน ถ้าเราทำให้เย็นลง กระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น - พลังงานภายในจะลดลง

หากเราอุ่นกระทะด้วยไฟ (เตา) เราก็ทำงานกับวัตถุนี้และด้วยเหตุนี้ ให้เปลี่ยนพลังงานภายในของกระทะ

พลังงานภายในสามารถเปลี่ยนแปลงได้สองวิธีหลักทำงานร่างกายเราเพิ่มพลังงานภายในและในทางกลับกัน หากร่างกายทำงาน พลังงานภายในก็จะลดลง วิธีที่สองในการเปลี่ยนพลังงานภายในคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนโปรดทราบว่าในรุ่นที่สอง ไม่มีการทำงานใดๆ กับร่างกาย ตัวอย่างเช่น เก้าอี้จะอุ่นในฤดูหนาว โดยยืนอยู่ข้างแบตเตอรี่ที่ร้อน การถ่ายเทความร้อนมักเกิดขึ้นจากร่างกายที่มีอุณหภูมิสูงกว่าไปยังร่างกายที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า

ดังนั้นในฤดูหนาว อากาศจะถูกทำให้ร้อนจากแบตเตอรี่ ลองทำการทดลองเล็กๆ น้อยๆ ที่คุณสามารถทำได้ที่บ้าน นำน้ำร้อนหนึ่งแก้วแล้ววางลงในชามหรือภาชนะที่มีน้ำเย็น ซักพักอุณหภูมิของน้ำในภาชนะทั้งสองจะเท่ากัน เป็นกระบวนการถ่ายเทความร้อน กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในโดยไม่ต้องทำงาน การถ่ายเทความร้อนมีสามประเภท:

กำลังภายในร่างกาย (เรียกว่า อีหรือ ยู) คือผลรวมของพลังงานของปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลและการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล พลังงานภายในเป็นฟังก์ชันค่าเดียวของสถานะของระบบ ซึ่งหมายความว่าเมื่อใดก็ตามที่ระบบพบว่าตัวเองอยู่ในสถานะที่กำหนด พลังงานภายในของระบบจะถือว่าค่าที่มีอยู่ในสถานะนี้โดยไม่คำนึงถึงประวัติของระบบ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในระหว่างการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งจะเท่ากับความแตกต่างระหว่างค่าของมันในสถานะสุดท้ายและสถานะเริ่มต้นเสมอ โดยไม่คำนึงถึงเส้นทางที่ทำการเปลี่ยนแปลง

พลังงานภายในของร่างกายไม่สามารถวัดได้โดยตรง สามารถกำหนดการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในเท่านั้น:

สูตรนี้เป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ของกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์

สำหรับกระบวนการกึ่งสแตติก ความสัมพันธ์ต่อไปนี้ถือเป็น:

ก๊าซในอุดมคติ

ตามกฎของจูล พลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติไม่ได้ขึ้นอยู่กับความดันหรือปริมาตร จากข้อเท็จจริงนี้ เราสามารถได้รับนิพจน์สำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติ โดยนิยามความจุความร้อนโมลาร์ที่ปริมาตรคงที่ . เนื่องจากพลังงานภายในของก๊าซในอุดมคติเป็นเพียงฟังก์ชันของอุณหภูมิเท่านั้น ดังนั้น

.

สูตรเดียวกันนี้เป็นจริงสำหรับการคำนวณการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของร่างกายใด ๆ แต่เฉพาะในกระบวนการที่มีปริมาตรคงที่ (กระบวนการ isochoric) โดยทั่วไปจะเป็นหน้าที่ของทั้งอุณหภูมิและปริมาตร

หากเราละเลยการเปลี่ยนแปลงความจุความร้อนของโมลาร์กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เราจะได้:

,

ปริมาณของสารอยู่ที่ใดคือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

วรรณกรรม

• ศุภคิน ดี.วี.วิชาฟิสิกส์ทั่วไป. - ครั้งที่ 5 ปรับปรุงแก้ไข - M.: Fizmatlit, 2006. - T. II. อุณหพลศาสตร์และฟิสิกส์โมเลกุล - 544 น. - ISBN 5-9221-0601-5

หมายเหตุ

มูลนิธิวิกิมีเดีย 2010 .

ดูว่า "พลังงานภายใน" ในพจนานุกรมอื่นๆ คืออะไร:

กำลังภายใน- ฟังก์ชันสถานะของระบบเทอร์โมไดนามิกแบบปิด ซึ่งพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าการเพิ่มขึ้นในกระบวนการใดๆ ที่เกิดขึ้นในระบบนี้ เท่ากับผลรวมของความร้อนที่ส่งไปยังระบบและงานที่ทำกับระบบ หมายเหตุ พลังงานภายใน… … คู่มือนักแปลทางเทคนิค

พลังงานทางกายภาพ ระบบขึ้นอยู่กับภายใน รัฐ วี อี รวมถึงพลังงานของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวาย (ความร้อน) ของอนุภาคขนาดเล็กทั้งหมดของระบบ (โมเลกุล อะตอม ไอออน ฯลฯ) และพลังงานจากการกระแทกของอนุภาคเหล่านี้ Kinetic พลังงานการเคลื่อนที่ของระบบโดยรวมและ ... สารานุกรมทางกายภาพ

กำลังภายใน- พลังงานของร่างกายหรือระบบขึ้นอยู่กับสถานะภายใน ประกอบด้วยพลังงานจลน์ของโมเลกุลของร่างกายและหน่วยโครงสร้าง (อะตอม, อิเล็กตรอน, นิวเคลียส), พลังงานปฏิสัมพันธ์ของอะตอมในโมเลกุล, พลังงานปฏิสัมพันธ์ของอิเล็กทรอนิกส์ ... ... สารานุกรมโปลีเทคนิคที่ยิ่งใหญ่

ร่างกายประกอบด้วยพลังงานจลน์ของโมเลกุลของร่างกายและหน่วยโครงสร้าง (อะตอม อิเล็กตรอน นิวเคลียส) พลังงานจากปฏิกิริยาของอะตอมในโมเลกุล ฯลฯ พลังงานภายในไม่รวมถึงพลังงานของการเคลื่อนที่ของ ร่างกายโดยรวมและพลังงานศักย์ ... พจนานุกรมสารานุกรมขนาดใหญ่

กำลังภายใน- ▲ วัตถุพลังงาน ตาม สถานะ อุณหภูมิภายใน ภายใน en … พจนานุกรมเชิงอุดมคติของภาษารัสเซีย

กำลังภายใน- คือพลังงานทั้งหมดของระบบลบด้วยพลังงานศักย์ เนื่องจากผลกระทบต่อระบบสนามแรงภายนอก (ในสนามโน้มถ่วง) และพลังงานจลน์ของระบบเคลื่อนที่ เคมีทั่วไป: ตำรา / A.V. Zholnin ... ศัพท์เคมี

สารานุกรมสมัยใหม่

กำลังภายใน- ร่างกาย ได้แก่ พลังงานจลน์ของโมเลกุล อะตอม อิเล็กตรอน นิวเคลียสที่ประกอบเป็นร่างกาย ตลอดจนพลังงานปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคเหล่านี้ซึ่งกันและกัน การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในเป็นตัวเลขเท่ากับงานที่ทำกับร่างกาย (เช่น เมื่อ ... ... พจนานุกรมสารานุกรมภาพประกอบ

กำลังภายใน- ปริมาณทางอุณหพลศาสตร์ที่แสดงลักษณะจำนวนการเคลื่อนไหวภายในทุกประเภทที่ทำในระบบ เป็นไปไม่ได้ที่จะวัดพลังงานภายในที่แน่นอนของร่างกาย ในทางปฏิบัติจะวัดเฉพาะการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในเท่านั้น ... ... พจนานุกรมสารานุกรมของโลหะวิทยา

ร่างกายประกอบด้วยพลังงานจลน์ของโมเลกุลของร่างกายและหน่วยโครงสร้าง (อะตอม อิเล็กตรอน นิวเคลียส) พลังงานของปฏิกิริยาของอะตอมในโมเลกุล ฯลฯ พลังงานภายในไม่รวมพลังงานของการเคลื่อนที่ของ ร่างกายโดยรวมและพลังงานศักย์ ... พจนานุกรมสารานุกรม

หนังสือ

• วิถีแห่งฉี พลังงานชีวิตในร่างกายของคุณ การออกกำลังกายและการทำสมาธิ สวีการ์ด แมทธิว เราให้ความสมดุลและความกลมกลืนภายในตั้งแต่แรกเกิด แต่ชีวิตสมัยใหม่อาจทำให้เราหลุดจากสมดุลตามธรรมชาติได้อย่างง่ายดาย บางครั้งเราละเมิดมันอย่างมีสติ พูด กินมากเกินไป ...

พลังงานภายใน ฟังก์ชัน U ของพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ของระบบ (เช่น ปริมาตร V และอุณหภูมิ T) การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวจะพิจารณาจากงานที่ทำโดยระบบที่เป็นเนื้อเดียวกันภายใต้เงื่อนไขของการแยกสารแบบอะเดียแบติก แนวคิดของ "พลังงานภายใน" ถูกนำมาใช้ในปี พ.ศ. 2394 โดยดับเบิลยู ทอมสัน (ลอร์ดเคลวิน) การมีอยู่ของฟังก์ชัน U(V, T) เป็นผลมาจากกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ - กฎการอนุรักษ์พลังงานที่นำไปใช้กับกระบวนการที่มีการถ่ายเทความร้อน การเพิ่มขึ้นของพลังงานภายใน ΔU = ΔQ-A โดยที่ ΔQ คือปริมาณความร้อนที่ส่งให้กับระบบ A = pΔV คืองานที่ทำโดยระบบ p คือความดัน ตามกฎการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานภายในเป็นฟังก์ชันค่าเดียวของสถานะของระบบทางกายภาพ กล่าวคือ ฟังก์ชันค่าเดียวของตัวแปรอิสระที่กำหนดสถานะนี้ เช่น อุณหภูมิและปริมาตร ความเป็นเอกลักษณ์ของพลังงานภายในนำไปสู่ความจริงที่ว่าแม้ว่า ΔQ และ A จะขึ้นอยู่กับธรรมชาติของกระบวนการที่ถ่ายโอนระบบจากสถานะที่มี U 1 ไปยังสถานะที่มี U 2 การเพิ่มขึ้น ΔU ถูกกำหนดโดยค่าเท่านั้น ​​ของพลังงานภายในในสถานะเริ่มต้นและสถานะสุดท้าย: ΔU = U 1 - U 2 ดังนั้น สำหรับกระบวนการหมุนเวียน การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดของพลังงานภายในจะเป็นศูนย์และ ΔQ=A ในกระบวนการอะเดียแบติก (ΔQ = 0) การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในเท่ากับงานที่ทำโดยระบบในกระบวนการกึ่งสถิตที่ช้าอย่างไม่สิ้นสุด

โดยทั่วไป พลังงานภายในเป็นหน้าที่ของพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์ภายนอกและภายใน ซึ่งรวมถึงอุณหภูมิด้วย แทนที่จะเป็นอุณหภูมิ เอนโทรปี S สามารถเลือกเป็นพารามิเตอร์ทางเทอร์โมไดนามิกส์ได้ ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ΔQ = ТΔS จากนั้น ΔU = ТΔS -рΔV พลังงานภายในเป็นฟังก์ชันของเอนโทรปีและปริมาตร U(S,V) เป็นหนึ่งในศักยภาพของฟังก์ชันทางอุณหพลศาสตร์ (ลักษณะเฉพาะ) เนื่องจาก กำหนดคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ทั้งหมดของระบบ หากระบบประกอบด้วยส่วนประกอบ n รายการ U ขึ้นอยู่กับ (ยกเว้น S และ V) เกี่ยวกับจำนวนอนุภาค N ผม ในส่วนประกอบ i = 1, 2,..., n U ต่ำสุดที่เอนโทรปีคงที่ ปริมาตร และมวลของส่วนประกอบกำหนดสมดุลที่เสถียรของระบบหลายเฟสและหลายองค์ประกอบ

จากมุมมองของทฤษฎีโมเลกุล-จลนศาสตร์ของพลังงานภายใน พลังงานกลเฉลี่ย (พลังงานจลน์และพลังงานปฏิสัมพันธ์) ของอนุภาคทั้งหมดของระบบนั้นสมเหตุสมผล หากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าเข้าสู่ระบบอุณหพลศาสตร์ พลังงานของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าก็จะรวมอยู่ในพลังงานภายในด้วย พลังงานจลน์ของการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยรวมไม่รวมอยู่ในพลังงานภายใน

สำหรับก๊าซในอุดมคติที่เป็นไปตามสถิติดั้งเดิม พลังงานภายในจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น: U = CVT โดยที่ CV คือความจุความร้อนที่ปริมาตรคงที่ สำหรับก๊าซและของเหลวที่ไม่อยู่ในอุดมคติ พลังงานภายในยังขึ้นอยู่กับปริมาตรจำเพาะ v = V/N โดยที่ N คือจำนวนอนุภาค ตัวอย่างเช่น สำหรับก๊าซที่เป็นไปตามสมการแวนเดอร์วาลส์ พลังงานภายในจะมีรูปแบบ U = CVT - a/v โดยที่ a เป็นค่าคงที่ที่คำนึงถึงแรงดึงดูดร่วมกันของโมเลกุล

ไฟ ดูได้ที่ st. อุณหพลศาสตร์