Презентация "Закон сохранения энергии в тепловых процессах" 9-11 класс


Подписи к слайдам:
Механическое движение. Траектория, путь, перемещение Подготовка к ГИА

Закон сохранения энергии в тепловых процессах Подготовка к ГИА

Учитель: Попова И.А.

МОУ СОШ № 30 г. Белово

Белово 2010

Цель:

  • повторение основных понятий кинематики, видов движения, графиков и формул кинематики в соответствии с кодификатором ГИА и планом демонстрационного варианта экзаменационной работы

Количество теплоты

  • Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называют количеством теплоты.
  • Q = C·m·(t2 – t1)

Q = C·m·(t2 – t1)

Откуда

получает тепло нагревающееся вещество?

Q

ТОПЛИВО

Процесс горения

Горение – это реакция, протекающая с выделением света и тепла.

Для того, чтобы зажечь вещество, его необходимо нагреть до температуры, которая называется температурой воспламенения.

При горении атомы углерода соединяются с атомами кислорода, содержащимся в воздухе.

Часть выделяющейся теплоты затрачивается

на разрыв связей в молекуле кислорода.

Не все вещества способны участвовать в реакции горения!

Вещества, способные к горению.

Топливо

Топливо

  • Все виды топлива содержат углерод и водород.
  • Процент содержания углерода и водорода превышает процент других элементов, в топливе.

Основные требования, предъявляемые к топливу:

  • большая теплота сгорания,
  • отсутствие вредных продуктов сгорания,
  • низкая температура воспламенения.
  • распространенность в природе,
  • сравнительная простота добычи и транспортировки.

ВАЖНО!

  • При сгорании любых веществ образуются другие вещества - продукты сгорания.
  • Например ,при сгорании дров остается зола и выделяется углекислый, угарный и другие газы.
  • Обойтись без продуктов сгорания нельзя, но нужно из всех горючих веществ выбрать те , продукты сгорания которых не наносят вреда человеку и окружающей среде .
  • Такое топливо –экологически чистое.
  • К сожалению этому требованию в полной мере удовлетворяет только водород.

Точные характеристики

  • При расчете различных двигателей инженеру необходимо точно знать, какое количество теплоты может выделить сжигаемое топливо.
  • ДЛЯ ЭТОГО НАДО ОПЫТНЫМ ПУТЕМ НАЙТИ, КАКОЕ КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ ВЫДЕЛИТСЯ ПРИ ПОЛНОМ СГОРАНИИ ОДНОГО КИЛОГРАММА ТОПЛИВА РАЗНЫХ ВИДОВ.

Из таблицы видно, что, например, при сгорании 1 кг бензина выделяется 4,4 • 107 Дж количества теплоты.

Удельная теплота сгорания

  • Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива массой 1 кг, получила название удельной теплоты сгорания топлива
  • Обозначается - q (ку)
  • Измеряется в «Джоулях на килограмм»
  • [q] = 1 Дж/кг

Удельная теплота сгорания некоторых веществ

Количество теплоты, выделившееся при полном сгорании топлива

Энергия, выделяющаяся при полном сгорании топлива называется теплотой сгорания топлива

ЗАПОМНИ!

Чтобы подсчитать количество теплоты Q, выделившееся при полном сгорании топлива любой массы m, нужно удельную теплоту сгорания q умножить на массу сгоревшего топлива:

Q = qm

m = Q/q q = Q/m

Количество теплоты зависит:

  • От массы вещества;
  • От удельной теплоты сгорания топлива

Закон сохранения энергии

  • Во всех явлениях, происходящих в природе, энергия не возникает и не исчезает.
  • Она только превращается из одного вида в другой, или переходит от одного тела к другому.
  • При этом значение ее сохраняется.

Закон сохранения энергии

  • При сгорании топлива выделяется количество теплоты;
  • Оно может пойти на нагревание вещества:
  • Если потерь энергии нет, то:
  • Q1 = Q2
  • q · m2 = C · m1 · Δt
  • В случае потерь энергии только часть теплоты идет на нагревание
  • K · q · m2 = C · m1 · Δt
  • Где k – процент теплоты, используемой для нагревания

ГИА-2010-24. В воду массой 1 кг при 20 °С брошен комок мокрого снега массой 250 г. Весь снег растаял, общая температура стала равной 5 °С. Определите количество воды в комке снега. Удельная теплота плавления снега 334 кДж/кг.

75

Ответ: ____________(г)

Запишем закон сохранения энергии

Количество теплоты.

Количество теплоты, необходимое для плавления (выделившаяся при кристаллизации) тела

Количество теплоты, необходимое для нагревания (выделившаяся при остывании) тела

  • Энергия, переносимая от одной системы к другой только за счет разницы в температурах этих систем, называется количеством теплоты

Количество теплоты, необходимое для парообразования (выделившаяся при конденсации) тела

Нагревание

Остывание

Плавление

Кристаллизация

Испарение

Конденсация

Рассмотрим задачи:

Подборка заданий по кинематике

(из заданий ГИА 2008-2010 гг.)

ГИА-2010-8. Кастрюлю с водой поставили на газовую плиту. Газ горит постоянно. Зависимость температуры воды от времени представлена на рисунке. Из графика можно сделать вывод, что

1) теплоемкость воды увеличивается

с течением времени

2) через 5 мин вся вода испарилась

3) при температуре 350 К вода отдает воздуху столько тепла, сколько получает от газа

4) через 5 мин теплоемкость воды достигла максимального значение

ГИА-2009-21. Скорость теплообмена тела теплоемкостью 200 Дж/К показана на рисунке. На сколько кельвин изменится температура этого тела за 5 с?

  • 2,5

Ответ: ________(К)

ГИА-2010-24. Какую массу нефти нужно сжечь на тепловой электростанции, чтобы по телевизору мощностью Р = 250 Вт посмотреть фильм продолжительностью t = 1,5 ч? КПД электростанции η = 35%.

88

Ответ: ____________(г)

ГИА-2010-24. В калориметр, содержащий 100 г льда при 0 °С, впущен пар, имеющий температуру 100 °С. Сколько воды окажется в калориметре непосредственно после того, как весь лед растает? Удельная теплота парообразования воды при 100°С равна 2,26 МДж/кг.

1,5

Ответ: ____________(Дж)

Запишем закон сохранения энергии

Применим закон сохранения импульса

ГИА-2010-24. В воду массой 1 кг при 20 °С брошен комок мокрого снега массой 250 г. Весь снег растаял, общая температура стала равной 5 °С. Определите количество воды в комке снега. Удельная теплота плавления снега 334 кДж/кг.

75

Ответ: ____________(г)

Запишем закон сохранения энергии

ГИА-2008-26. Воду массой 900 г налили в стакан и стали нагревать на электрической плитке мощностью 300 Вт. При этом экспериментально исследовали зависимость температуры воды от времени нагревания (см. рисунок). Определите КПД данного процесса, считая полезной энергию, идущую на нагревание воды.

ГИА-2009-25. В электрический чайник было налито 0,99 кг воды. При напряжении 220 В и силе тока в цепи нагревателя 5 А вся вода выкипела через 2256 с после закипания. Определите удельную теплоту парообразования воды, если КПД нагревателя при передаче энергии воде равен 0,9. Ответ запишите числом (в кДж/кг).

2256

ГИА-2010-8. На рисунке приведен график зависимости температуры некоторой массы вещества от времени нагревания. Согласно графику

1) температура вещества прямо пропорциональна времени нагревания

2) в промежутке времени от 0 до t1 температура вещества повышается, а затем вещество кипит

3) в промежутке времени от 0 до t1 температура вещества повышается, а затем вещество плавится

4) в промежутке времени от 0 до t1 идет повышение температуры вещества, а в промежутке от t1 до t2 температура не меняется

Литература

  • Гутник, Е. М., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / Е. М. Гутник, А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 302 с.
  • Зорин, Н.И. ГИА 2010. Физика. Тренировочные задания: 9 класс / Н.И. Зорин. – М.: Эксмо, 2010. – 112 с. – (Государственная (итоговая) аттестация (в новой форме).
  • Кабардин, О.Ф. Физика. 9 кл.: сборник тестовых заданий для подготовки к итоговой аттестации за курс основной школы / О.Ф. Кабардин. – М.: Дрофа, 2008. – 219 с;
  • КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. Класс!ная физика для любознательных. //[Электронный ресурс] //http://class-fizika.narod.ru/8_6.htm
  • Перышкин, А. В., Физика. 7 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 198 с.
  • Перышкин, А. В., Физика. 8 класс. Учебник для общеобразовательных школ / А. В. Перышкин. - М.: Дрофа, 2009. – 196 с.
  • Тепловые явления. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов //[Электронный ресурс] // http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b7977-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/1_8.swf
  • Теплоизоляционные материалы. KrovlyaMarket. //[Электронный ресурс]// http://www.krovlyamarket.com.ua/index.php?option=com_content&view=article&id=51&Itemid=61
  • ТЕПЛОПЕРЕДАЧА. Класс!ная физика //[Электронный ресурс]// http://class-fizika.narod.ru/8_3.htm
  • Теплопродукция //[Электронный ресурс] // http://image.shutterstock.com/display_pic_with_logo/192493/192493,1206909172,5/stock-photo-taking-the-temperature-of-a-sick-girl-isolated-on-white-10934995.jpg
  • Урок по физике: "Закон сохранения энергии в тепловых процессах". Фестиваль педагогических идей «открытый урок». //[Электронный ресурс] // http://festival.1september.ru/articles/501906/
  • Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ГИА-9 2010 г. //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/214/docs/
  • Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика ЕГЭ 2001-2010 //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/
  • ЭНЕРГИЯ ТОПЛИВА. Класс!ная физика для любознательных. //[Электронный ресурс] // http://class-fizika.narod.ru/8_8.htm