Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процесса

Задачи:

- продолжить формирование знаний учащихся об условиях  превращении механической энергии во внутреннюю;

- создать условия для усвоения учащимися содержания Закона сохранения и превращения энергии;

- учащиеся должны сделать вывод о всеобщности Закона сохранения энергии для этого использовать метапредметные связи физики, химиии, биологии, технологии;

- рассмотреть примеры из истории техники и жизни животных для повышения интереса учащихся к изучаемому материалу.

Оборудование: тела обладающие различной теплопроводностью, калориметр, термометр, холодная и горячая вода, видеопроектор, ПК  для учащихся.

Ход урока.

- Сегодня на уроке мы будем изучать важнейший закон природы. На доске вы видите тему:

«Закон сохранения и превращения энергии»

- Но прежде вспомним материал, необходимый для изучения этого закона.

? Вспомните, какую энергию называют внутренней энергией тела.

- На практике нас обычно интересует изменение энергии. Какими же способами можно измерить внутреннюю энергию тела и как определить это изменение? ( Примеры из истории)

- Как вы считаете, полозья саней сразу же нагреваются или спустя какое-то время?

- Приведите примеры изменения внутренней энергии другими способами?

- А как определить количество теплоты. Которое отдает тело или получает?

Карточки Q=me(t_{2 –} t₁)

- Кто еще может привести примеры?

(Пример с рычагами и теплокровными животными)

- Итак, мы рассмотрели различные примеры: перевозку камней для строительства пирамид, нагревание воздуха в комнате. Некоторые особенности жизни рыб и теплокровных животных. Что общего между ними?

( Во всех рассмотренных случаях происходит изменение внутренней  энергии)

- Как же изменялась внутренняя энергия?

( энергия одних тел уменьшалась, а в то же время энергия других тел увеличилась)

- Верно. Главное во всех процессах – одновременное уменьшение энергии у одних тел и увеличение у других. Это утверждение содержится в Законе сохранения и превращения энергии, который мы будем изучать сегодня.

? Скажите, вы впервые сегодня узнали о Законе сохранения и превращения энергии?

? Не былили вам известны некоторые превращения энергии в  7 классе.

? Что же нового вам открылось?

(Что не только механическая энергия может превращаться из одного вида в другой, но и механическая энергия может превращаться во внутреннюю)

- Точными опытами установлено, что при любых превращениях энергии её значение сохраняется. Обратимся к результатам Лабораторной работы «Сравнение количества теплоты при смешении воды разной температуры»

Выполняя работу, вы смешивали холодную и горячую воду. При этом горячая вода и смешивалась, её внутренняя энергия уменьшилась. Холодная вода во время опыта нагревалась.

На сколько внутреняя энергия горячей воды уменьшалась на столько же внутренняя энергия холодной воды увеличилась.

На основании этого можно сделать вывод Q₁₌Q₂

Закон сохранения и превращения энергии был открыт в середине 19 в. Процесс изучения тепловых явлений, приведших к открытию Закона был длительным и трудным.

Наибольшие залуги принадлежат немецкому врачу Майеру, английскому физику Джоулю, немецкому ученому Гельмгольцу. Майер впервые количественно показал. Что механическая энергия может превращаться во внутренюю.Джоуль выполнил первые точные опыты, доказывающие эквивалентность (равенство) количества теплоты, передаваемого телу и работы. Опыты Джоуля и других ученых показали, что при любых превращениях в природе энергия не исчезает и не создается, она только превращается из одного вида в другой или переходит от одного тела к другому. В этом и состоит один из основных законов природы.

Перейдем ко второму вопросу.

? Приведите примеры физических явлений, при которых происходит превращение энергии.

(При обработке деталей на станке резцом – они нагреваются. Механическая энергия резца превращается во внутреннюю).

- Рассмотрим примеры из химии и биологии, иллюстрирующие закон сохранения и превращения энергии.

Опыт. Возьмем кусочек негашёной извести CaO + H₂O (оксид кальция) и польем его водой. Взаимодействуя, вещества нагреваются, над ними поднимаются  пар).

Ca(OH) + H₂ + Q

- При химической реакции происходит уменьшение внутренней энергии реагирующих веществ, поэтому выделяется теплота. Изменение внутренней энергии реагирующих частиц равно количеству теплоты, которое идет на повышение температуры этих веществ до температуры кипения воды и на ее испарение.

- Мы часто говорим: «растения накапливают энергию». Вспомните из курса биологии, как происходит это накопление?

( Зерна хлорофилла поглощают солнечную энергию, которая в зеленом листе превращается во внутреннюю энергию питательных веществ. За счет внутренней энергии питательных веществ растения растут. Животные питаются растениями и используют внутреннюю энергию питательных веществ)

- Правильно. Все живые существа на Земле для процессов жизнедеятельности используют внутреннюю энергию питательных веществ, в которую превратилась солнечная энергия.

«Кладовая Солнца» - так можно назвать окружающий мир живой природы. Закон, на основе которого мы определяем изменения внутренней энергии – один и тот же для всех явлений природы: физических, химических, биологических.

Завершающий этап – решение задач.

Молот копра при падении ударяет о сваю и забивает ее в землю. Какие превращения и переходы энергии при этом происходят?

(Следует учесть, что свая и почва нагреваются при ударе)

Какие превращения кинетической энергии автомобиля происходит при торможении.

Два одинаковых стальных  шарика падают с одинаковой высоты. Один падает на стальную плиту и отскакивает вверх, другой падает в песок и застревает в нем. Какие переходы энергии происходят в каждом случае.

А теперь в режиме онлайн пройдем тест по данной теме на сайте http://school-collection.edu.ru/.

Урок по теме: « Закон сохранения и превращения энергии в механических тепловых процессах»

Задачи:

- продолжить формирование знаний учащихся об условиях превращении механической энергии во внутреннюю;

- создать условия для усвоения учащимися содержания Закона сохранения и превращения энергии;

- учащиеся должны сделать вывод о всеобщности Закона сохранения энергии для этого использовать метапредметные связи физики, химиии, биологии, технологии;

- рассмотреть примеры из истории техники и жизни животных для повышения интереса учащихся к изучаемому материалу.

Оборудование: тела обладающие различной теплопроводностью, калориметр, термометр, холодная и горячая вода, видеопроектор, ПК для учащихся.

План урока

Ход урока.

- Сегодня на уроке мы будем изучать важнейший закон природы. На доске вы видите тему:

«Закон сохранения и превращения энергии»

- Но прежде вспомним материал, необходимый для изучения этого закона.

? Вспомните, какую энергию называют внутренней энергией тела.

- На практике нас обычно интересует изменение энергии. Какими же способами можно измерить внутреннюю энергию тела и как определить это изменение? ( Примеры из истории)

- Как вы считаете, полозья саней сразу же нагреваются или спустя какое-то время?

- Приведите примеры изменения внутренней энергии другими способами?

- А как определить количество теплоты. Которое отдает тело или получает?

Карточки Q=me(t_{2 –} t₁)

- Кто еще может привести примеры?

(Пример с рычагами и теплокровными животными)

- Итак, мы рассмотрели различные примеры: перевозку камней для строительства пирамид, нагревание воздуха в комнате. Некоторые особенности жизни рыб и теплокровных животных. Что общего между ними?

( Во всех рассмотренных случаях происходит изменение внутренней энергии)

- Как же изменялась внутренняя энергия?

( энергия одних тел уменьшалась, а в то же время энергия других тел увеличилась)

- Верно. Главное во всех процессах – одновременное уменьшение энергии у одних тел и увеличение у других. Это утверждение содержится в Законе сохранения и превращения энергии, который мы будем изучать сегодня.

? Скажите, вы впервые сегодня узнали о Законе сохранения и превращения энергии?

? Не былили вам известны некоторые превращения энергии в 7 классе.

? Что же нового вам открылось?

(Что не только механическая энергия может превращаться из одного вида в другой, но и механическая энергия может превращаться во внутреннюю)

- Точными опытами установлено, что при любых превращениях энергии её значение сохраняется. Обратимся к результатам Лабораторной работы «Сравнение количества теплоты при смешении воды разной температуры»

Выполняя работу, вы смешивали холодную и горячую воду. При этом горячая вода и смешивалась, её внутренняя энергия уменьшилась. Холодная вода во время опыта нагревалась.

На сколько внутреняя энергия горячей воды уменьшалась на столько же внутренняя энергия холодной воды увеличилась.

На основании этого можно сделать вывод Q₁₌Q₂

Закон сохранения и превращения энергии был открыт в середине 19 в. Процесс изучения тепловых явлений, приведших к открытию Закона был длительным и трудным.

Наибольшие залуги принадлежат немецкому врачу Майеру, английскому физику Джоулю, немецкому ученому Гельмгольцу. Майер впервые количественно показал. Что механическая энергия может превращаться во внутренюю.Джоуль выполнил первые точные опыты, доказывающие эквивалентность (равенство) количества теплоты, передаваемого телу и работы. Опыты Джоуля и других ученых показали, что при любых превращениях в природе энергия не исчезает и не создается, она только превращается из одного вида в другой или переходит от одного тела к другому. В этом и состоит один из основных законов природы.

Перейдем ко второму вопросу.

? Приведите примеры физических явлений, при которых происходит превращение энергии.

(При обработке деталей на станке резцом – они нагреваются. Механическая энергия резца превращается во внутреннюю).

- Рассмотрим примеры из химии и биологии, иллюстрирующие закон сохранения и превращения энергии.

Опыт. Возьмем кусочек негашёной извести CaO + H₂O (оксид кальция) и польем его водой. Взаимодействуя, вещества нагреваются, над ними поднимаются пар).

Ca(OH) + H₂ + Q

- При химической реакции происходит уменьшение внутренней энергии реагирующих веществ, поэтому выделяется теплота. Изменение внутренней энергии реагирующих частиц равно количеству теплоты, которое идет на повышение температуры этих веществ до температуры кипения воды и на ее испарение.

- Мы часто говорим: «растения накапливают энергию». Вспомните из курса биологии, как происходит это накопление?

( Зерна хлорофилла поглощают солнечную энергию, которая в зеленом листе превращается во внутреннюю энергию питательных веществ. За счет внутренней энергии питательных веществ растения растут. Животные питаются растениями и используют внутреннюю энергию питательных веществ)

- Правильно. Все живые существа на Земле для процессов жизнедеятельности используют внутреннюю энергию питательных веществ, в которую превратилась солнечная энергия.

«Кладовая Солнца» - так можно назвать окружающий мир живой природы. Закон, на основе которого мы определяем изменения внутренней энергии – один и тот же для всех явлений природы: физических, химических, биологических.

Завершающий этап – решение задач.

1. Молот копра при падении ударяет о сваю и забивает ее в землю. Какие превращения и переходы энергии при этом происходят?

(Следует учесть, что свая и почва нагреваются при ударе)

1. Какие превращения кинетической энергии автомобиля происходит при торможении.

2. Два одинаковых стальных шарика падают с одинаковой высоты. Один падает на стальную плиту и отскакивает вверх, другой падает в песок и застревает в нем. Какие переходы энергии происходят в каждом случае.

3. А теперь в режиме онлайн пройдем тест по данной теме на сайте http://school-collection.edu.ru/