Сабақтың тақырыбы: §3. Ішкі энергия. Ішкі энергияны өзгертудің
тәсілдері.
Сабақтың мақсаты:
Білімділік: Оқушыларға дененің ішкі энергиясын екі тәсілмен: жұмыс немесе жылу берілу арқылы өзгертуге болатынын түсіндіру.
Дамытушылық: Оқушылардың шығармашылық зерттеу қабілеттерін дамыту.
Тәрбиелік: Физика пәніне қызушылығын тудырып, өз бетімен жұмыс жасауға үйрету.
Сабақтың түрі: дәстүрлі
Сабақтың әдісі: аралас түсіндіру, демонстрациялық
Сабақтың көрнекілігі: Плакат, карточка.
Сабақтың барысы:
І. Ұйымдастыру кезеңі: амандасу, түгелдеу, сынып тазалығын тексеру.
ІІ. Үй тапсырмасын тексеру:
1. Температура дегеніміз не?
2. Дененің ішкіэнергиясын қалай түсіндіруге болады?
3. Дуффузия дегеніміз не?
4. Абсолюттік нөл температура дегеніміз не?
5. Кельвин және Цельсий шкаласының арасында қандай байланыс бар?
ІІІ. Жаңа материалды оқып білу:
Жылулық қозғалыста заттың әрбір бөлшегі қозғалыс энергиясына және бөлшектердің өзара әрекеттесу энергиясына ие болады. Бөлшектердің ретсіз қозғалысында олар бір-бірімен соқтығысады. Сондықтан олардың жылдамдығы үнемі өзгеріп отырады. Тағы да олардың өзара әсерлесуінің потенциалдық энергиясы да өзгереді.
Денені құрайтын барлық бөлшектердің кинетикалық және потенциалдық энергияларының қосындысы дененің ішкі энергиясы деп аталады.
Скалярлық физика шама «ішкі энергияны» U(у) әрпімен белгілейді. Халықаралық бірліктер (ХБ) жүйесінде өлшем бірлігі «джоуль»; [U]=1Дж.
Дененің ішкі энергиясы нөлге тең болмайды. Көлемі 1м3 түтікте орналасқан сутек газын қарастырайық. Бір молекуланың кинетикалық энергиясы өте аз. Ал температура 250С болғанда, сутек молекуласының жылдамдығы 1770 м/с болады. Молекулалардың массасы аз болғандықтан, ондағы кинетикалық энергияның да шамасы өте аз, шамамен 3•10-21 Дж болады. Бірақ газдың ішкі энергиясы бөлшектердің санының көптігіне байланысты жеткілікті үлкен болады: 100кДж маңында.
Тіпті төмен температураның өзінде дене бөлшектерінің қозғалысы тоқтамайды. Нәтижесінде, дене барлық уақытта белгілі бір мөлшерде ішкі энергияға ие болады екен. Дененің ішкі энергиясынөзгертудің екі тәсілі бар. Дененің ішкі энергиясы оның бқлшектерінің кинетикалық және потенциалдық энергияларымен анықталады. Ішкі энергияны өзгерту үшінбөлшектердің энергиясын өзгерту керек. Бөлшектердің қозғалыс жылдамдығын немесе бөлшектердің арақашықтығын өзгерту керек. Немесе бір мезгілде оның қозғалыс жылдамдығын да, бөлшектердің арақашықтығын да өзгертеміз.













І тәсіл. Дененің ішкі энергиясын механикалық жұмыс істеу арқылы өзгертеміз. Ішінде ауасы бар, аузы тығынмен жабылған құты (колба) аламыз. Тығын арқылы манометрмен жалғасқан резеңке түтік өткізілген. Құтыны жолақ жүн матамен ысқылап үйкейді.
Біраз уақыттан кейін манометрдің оң жақ бағанасындағы сұйық деңгейі көтеріліп, ал сол жақ бағанасындағы сұйық деңгейі төмен түседі. Бұл құтыдағы ауа молекулалары температурасының артуына байланысты болады. Манометр сұйығындағы ауа молекуласының қысымы артады. Қысымының артуы ауа молекуласының қозғалыс жылдамдығының артуымен байланысты. Әрине, бұған сәйкес олардың кинетикалық энергиясы артады. Бұл жағдайда ішкі энергияның өсуі құтының сыртын жүн матамен сүртіп, механикалық жұмыс істеу есебінен орындалды. Бұл мысалда механикалық жұмыс газбен жасалды. Сондықтан газдың ішкі энергиясы да артты. Газдың ішкі энергиясы газдың өзі жұмыс жасағанда төмендейді. Шыны ыдыстың аузын тығынмен жауып, жуандау түтікше өткізіп, тәжірибе жасайық. Оған бірнеше тамшы су құйып, түтіктегі ауаны ылғалдырамыз. Түтіктегі ауаны үрлеуден бастаймыз. Сорғы поршенінің бірнеше рет энергетикалық қозғалысынан тығын ұшып шығады. Түтікте тұман пайда болады. Еске түсірсек, табиғатта тұман жылы күннен кейін, түнде ауа температурасының кенеттен төмендеуінен пайда болады. Ендеше түтіктегі тұман температураның төмендеуінен түзілді. Ауаның ішкі энергиясы да төмендейді. Түтіктегі ауа тығынды итеріп шығарғанда, жұмыс істелуінің есебінен ішкі энергияның азайғандығын түсіндіруге болады.
ІІ тәсіл. Ішкі энергияның өзгертудің екінші тәсілі – жылу берілу.
Тәжірибе қарастырайық. Сұйықты манометрді құтыға жалғап, құтыдағы ауаны спиртшам көмегімен қыздырайық.
Құтыдағы ауаны өзіміздің қолымыздың көмегімен, спиртшам жалынымен немесе ыстық сумен жылытуға болады. Тәжірибенің нәтижесінде манометрдегі сұйықтың оң жақ бағанасының төмендегенін байқауға болады.
Манометрдегі сұйық бағанасының өзгеруі құтыдағы ауа молекулаларының кинетикалық энергиясының артқандығын түсіндіреді. Бұл тәжірибеде жұмыс жасаған жоқ. Ішкі энергияның артуы, басқа тәсілмен – жылу көбірек қызған денеден азырақ денеге берілгендіктен өзгереді.
Дене механикалық жұмыс жасамай-ақ температураның өзгерісіне байланысты ішкі энергияның өзгеру процесі жылу берілу деп аталады.
ІV. Жаңа сабақты қорытындылау.
Пысықтау сұрақтары.
1. Дененің ішкі энергиясын қандай тәсілмен өзгертуге болады?
2. Жылу берілу дегеніміз не?
3. Жұмыс жасау арқылы дененің ішкі энергиясын қалай өзгертуге болады?
4. Ішкі энергияны қандай өлшем бірлікпен өлшейді?
V. Үй тамсырмасы: §3. Ішкі энергия. Ішкі энергияны өзгертудің тәсілдері.
Бағалау. ������� ������ ��� dle ������� ��������� ������