1.Может ли механическая энергия превращатся в тепловую? Примеры: 2.Может ли тепловая энергия превращатся в механическую? Присеры: 3. может ли механическая энергия превращатся в электрическую? Примеры:
1) превращение механической энергии в тепловую: пуля летит с какой-то скоростью, а следовательно обладает кинетической (это есть механичсекая) энегрий, врезается в брусок, часть энергии уходит на разогрев бруска, т.е. переходит в тепловую энегрию бруска
2) при выстреле, происходит преобразование тепловой энегрии в кинетическую энегрию пули
3) а превращение механической энегрии в электрическю можно наблюдать при действии электроворной машины
Механическая энергия широко известна Человеку с древнейших времен и применяется в таких устройствах, как: стрела, копье, нож, топор.
Однако основное количество генераторов тока по-прежнему работает на тепловых станциях. Здесь химическая энергия ископаемого топлива преобразуется в тепловую энергию пара, которая затем превращается в электрическую энергию тока – универсальный стандарт, удобный для использования и передачи на большие расстояния.
Проводник(провод) двигаясь в магнитном поле заставляет перемещаться электроны внутри себя.Преодолевая магнитное поле создаётся электродвижущая сила,то есть механическая энергия превращается в электрическую.
Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах
На этом уроке мы будем преследовать две цели: во-первых, мы должны будем выяснить, в чём состоит суть закона сохранения и превращения энергии. А во-вторых, постараемся узнать, какое значение имеет данный закон в науке и технике.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет.
Получите невероятные возможности
1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.
2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.
3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ
Конспект урока «Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах»
На одном из первых уроков мы уже затрагивали явления превращения одной формы энергии в другую. Давайте вспомним некоторые из них.
В примере с мячом мы выясняли, что при его падении потенциальная энергия превращалась в кинетическую и наоборот.
Мы говорили и о том, что полная механическая энергия равна сумме кинетической и потенциальной энергий. Если поверхность Земли взять за нулевую высоту, то полная механическая энергия будет оставаться постоянной в каждый момент времени. Это есть закон сохранения механической энергии. Но данный закон справедлив только при отсутствии сил сопротивления, таких, как сила трения, например.
Также, мы уже знаем, что остывающее тело отдаёт ровно столько энергии, сколько получает нагревающееся тело, с которым оно взаимодействует.
Теперь мы уже знаем, что энергия не просто превращается, но и сохраняется, какие бы процессы ни происходили.
Для примера, рассмотрим лыжника, который скатывается с вершины холма.
В начале своего движения он обладал потенциальной энергией, так как находился на определённой высоте от поверхности земли. Под действием силы притяжения, он съезжает с холма, набрав при этом некоторую скорость. В результате, часть потенциальной энергии превратилась в кинетическую энергию. Также, каким бы скользким ни был снег, присутствие силы трения неизбежно. В результате часть энергии передастся лыжам, а часть — снегу, с которым был непосредственный контакт.
Кроме того, существует сила сопротивления воздуха, которая также способствует потерям энергии.
Другой пример сохранения энергии — это кипячение воды на костре. Значительная часть тепловой энергии костра передаётся окружающей среде посредством излучения.
Также, люди, находящиеся рядом с костром, греются, то есть поглощают энергию. Часть энергии передаётся котлу и воде, которая нагревается. Часть воды превращается в пар, и в результате конвекции энергия переносится в верхние слои воздуха. И так далее.
Взятие во внимание всех подобных факторов приведёт к очень сложным расчётам.
Однако, если эти расчёты будут выполнены достаточно щепетильно, то мы получим знак точного равенства между суммами начальной и конечной энергий.
Изучение многих явлений превращения одного вида энергии в другой привело учёных к открытию одного из главных законов природы — закона сохранения и превращения энергии. Согласно ему, во всех явлениях, которые протекают в природе, энергия не возникает из ничего, и никуда не исчезает. Она только превращается из одного вида в другой так, что её значение при этом сохраняется.
Для иллюстрации данного закона природы, рассмотрим превращение энергии, которую приносят нам солнечные лучи.
Все с детства знают, что Солнце является важнейшим источником света и тепла для нашей планеты. Без солнечной энергии, не было бы жизни на Земле. И люди, и животные, и растения — все нуждаются в солнечной энергии.
Большой непрерывный круговорот воды в природе тоже совершается за счёт энергии Солнца. Вода, с поверхности мирового океана, испаряется. Образовавшийся пар в результате конвекции переносится в верхние слои воздуха, где остывая, превращается в облака. Образовавшиеся облака, гонимые потоками ветра, разносятся в различные места на планете и, в конце концов, выпадают в виде дождя или снега. Эти осадки питают реки, которые снова несут свои воды в моря и океаны.
А в растениях, при поглощении ими солнечной энергии, происходят сложные химические реакции, в результате которых растения способны вырабатывать кислород, которым мы с вами дышим.
Мы воспринимаем с вами солнечный свет и тепло как что-то должное и редко задумываемся о том, сколько энергии передаётся нам от Солнца. А её оказывается очень много. Учёные подсчитали, что для замены Солнца человечеству бы понадобилось строительство около 30 000 000 мощных электрических станций.
Конечно же мы пытаемся использовать энергию Солнца в своих целях. Но чтобы детально рассмотреть вопросы, связанные с использованием солнечной энергии, вам предстоит ещё многое чего изучить. Поэтому, эту часть урока мы будем считать ознакомительной.
Итак, давайте познакомимся с некоторыми общеизвестными фактами. Существует так называемая солнечная постоянная — это интенсивность солнечного излучения, которая определяется мощностью излучаемой энергии на квадратный метр:
.
Так за 1 с, через площадь в 1 м 2 проходит 1367 Дж солнечной энергии. Часть этой энергии поглощается частицами, находящимися в атмосфере, а часть — отражается и уходит обратно в космическое пространство. Помимо этого, интенсивность излучения в тех или иных областях Земли будет зависеть от погоды, от времени суток и от некоторых других факторов. Так что, средняя интенсивность солнечного излучения составляет примерно 34 Вт/м 2 . От этого значения мы и будем отталкиваться.
Давайте посчитаем количество солнечной энергии, которую может собрать солнечная батарея размерами 5 м х 8 м. Значение этой энергии можно найти:
Предположим, что средняя продолжительность светового дня на нашей планете равна 8 ч. Тогда батарея за это время получит:
Для сравнения при сгорании 1 л бензина выделяется:
Дальше предположим, что при преобразовании солнечной энергии в электрическую теряется порядка 90% энергии из-за несовершенства конструкций солнечных батарей:
Но даже при этом, энергии, полученной от солнца за световой день, хватит на работу 3 стоваттных лампочек в течение почти четырёх часов.
Конечно, вы можете сказать, что 1 л бензина стоит значительно дешевле, чем изготовление солнечной батареи, да и работа трёх лампочек — это не очень-то и впечатляющий показатель. Но, ведь, мы сейчас рассмотрели использование только одной батареи. А давайте посчитаем, сколько мы можем получить энергии, если поставим солнечные батареи на крышу дома, площадь которой порядка двухсот квадратных метров:
Смотрите, получается почти 200 МДж энергии. Даже, если мы опять предположим, что эффективность солнечных батарей равна 10%:
Этой энергии хватит на то чтобы постирать белье в стиральной машине, посмотреть фильм по телевизору и обеспечить работу компьютера более чем на сутки.
Можно привести много примеров, но мы приведём только один. Германия, будучи далеко не самой солнечной страной мира, за май 2014 г. используя солнечные батареи выработала около 5 ТВт-ч электроэнергии. Для сравнения, такое количество электроэнергии потребляет целый район многоквартирных домов за 10 лет.
А теперь, давайте рассмотрим, какие есть недостатки и достоинства использования солнечной энергии. Очевидное и важнейшее достоинство солнечной энергии — это то, что для нас Солнце является неисчерпаемым источником энергии. Что бы ни случилось, Солнце светит каждый день, и каждый день мы можем получать от него энергию.
Второе очень важное достоинство этого источника — это общедоступность. Ведь Солнце светит везде и всюду, поэтому, любой человек может использовать эту энергию. В отличие от нефти, газа, каменного угля и других ископаемых, солнечную энергию добывать не нужно.
Ну и, конечно, нельзя не упомянуть о том, что использование солнечной энергии никак не загрязняет окружающую среду. Сегодня проблема экологии стоит довольно остро, поэтому именно сегодня нам стоит задуматься о природных источниках энергии.
Но, в использовании солнечной энергии есть определённые сложности. Во-первых, такой источник всегда зависит от погоды и от времени суток. Во-вторых, сама солнечная батарея — это довольно дорогая конструкция из-за применения в её конструкции редкоземельных металлов, таких, как, например, индий или теллур.
Однако использование альтернативных источников энергии рано или поздно придётся внедрить, поскольку на данный момент, человечество живёт за счёт использования ресурсов планеты, которые, увы, не вечны.
Преобразование энергии — электрической, тепловой, механической, световой
Понятие энергии применяется во всех науках. При этом известно, что обладающие энергией тела могут производить работу. Закон сохранения энергии гласит, что энергия не исчезает и не может быть создана из ничего, а выступает в различных своих формах (например, в форме тепловой, механической, световой, электрической энергии и т. д.).
Одна форма энергии может переходить в другую, и при этом соблюдаются точные количественные соотношения различных видов энергии. Вообще говоря, переход одной формы энергии в другую никогда не происходит полностью, так как всегда возникают еще и другие (чаще всего нежелательные) виды энергии. Например, в электродвигателе не вся электрическая энергия переходит в механическую, а часть ее переходит в тепловую (нагрев проводников токами, разогрев в результате действия сил трения).
Факт неполного перехода одного вида энергии в другой характеризует коэффициент полезного действия (КПД). Этот коэффициент определяется как отношение полезной энергии к ее общему количеству или же как отношение полезной мощности к общей.
Электрическая энергия имеет то преимущество, что ее можно сравнительно легко и с малыми потерями передавать на большие расстояния, и, кроме того, она имеет чрезвычайно широкий круг применений. Распределением электрической энергии относительно легко управлять, и в известных количествах ее можно аккумулировать и хранить.
В течение одного рабочего дня человек в среднем затрачивает энергию, равную 1000 кДж, или 0,3 кВт. Человеку нужно приблизительно 8000 кДж в виде пищи и 8000 кДж на отопление жилищ, производственных помещений, на приготовление пищи и т. д. Если добавить к этому энергетические затраты в промышленности и на транспорте, то на одного человека ежедневно приходятся энергетические затраты приблизительно в размере 200 000 ккал, или 60 кВт- ч.
Электрическая и механическая энергия
Электрическая энергия преобразуется в механическую в электродвигателях и в меньшей степени в электромагнитах. В обоих случаях используются эффекты, связанные с электромагнитным полем. Потери энергии, т. е. та часть энергии, которая не переходит в желаемую форму, складываются в основном из энергетических затрат на нагрев током проводников и потерь, связанных с трением.
Большие электродвигатели имеют КПД, превышающий 90%, а у небольших электродвигателей КПД несколько ниже этого уровня. Если, например, электродвигатель имеет мощность 15 кВт и КПД, равный 90 %, то его механическая (полезная) мощность 13,5 кВт. Если же механическая мощность электродвигателя должна быть равна 15 кВт, то потребляемая электрическая мощность при том же значении КПД — 16,67 кВт-ч.
Процесс перехода электрической энергии в механическую обратим, т. е. механическую энергию можно преобразовать в энергию электрическую (смотрите — Процесс преобразования энергии в электрическим машинах). Для этой цели применяются в основном генераторы, которые по своей конструкции подобны электродвигателям и могут приводиться в действие при помощи паровых турбин или гидротурбин. В таких генераторах также есть энергетические потери.
Электрическая и тепловая энергия
Если по проводнику протекает электрический ток, то электроны при своем движении сталкиваются с атомами материала проводника и побуждают их к более интенсивному тепловому движению. При этом электроны теряют часть своей энергии. Возникшая таким образом тепловая энергия, с одной стороны, приводит, например, к повышению температуры деталей и проводов обмоток в электрических машинах, и с другой — к повышению температуры окружающей среды. Следует различать полезную тепловую энергию и тепловую энергию потерь.
В электронагревательных приборах (электрокипятильники, утюги, нагревательные печи и т. д.) желательно стремиться к тому, чтобы электрическая энергия как можно полнее перешла в энергию тепловую. Иначе дело обстоит, например, в случае линий электропередачи или же электродвигателей, где возникающая тепловая энергия представляет собой нежелательное побочное явление, ввиду чего часто должны приниматься меры по ее отводу.
Вследствие возникшего повышения температуры тела тепловая энергия передается окружающей среде. Процесс передачи тепловой энергии реализуется в форме теплопроводности, конвекции и теплового излучения. В большинстве случаев весьма затруднительно дать точную количественную оценку общего количества выделяемой тепловой энергии.
Если какое-либо тело нужно разогреть, то значение его конечной температуры должно быть значительно выше требуемой температуры разогрева. Это необходимо для того, чтобы как можно меньше тепловой энергии передавалось окружающей среде.
Если же, напротив, разогрев температуры тела является нежелательным, то значение конечной температуры системы должно быть малым. Для этой цели создаются условия, способствующие отводу от тела тепловой энергии (большая поверхность контакта тела с окружающей средой, принудительная вентиляция).
Возникающая в электрических проводах тепловая энергия ограничивает значение тока, который допустим в этих проводах. Предельная допускаемая температура провода определяется термической стойкостью его изоляции. Для чего чтобы обеспечить передачу некоторой определенной электрической мощности, следует выбирать как можно меньшее значение тока и соответственно большое значение напряжения. При этих условиях снизятся затраты на материал проводов. Таким образом, электрическую энергию при большой мощности экономически целесообразно передавать при высоких напряжениях.
Переход тепловой энергии в электрическую
Тепловая энергия непосредственно превращается в электрическую в так называемых термоэлектрических преобразователях. Термопара термоэлектрического преобразователя состоит из двух металлических проводников, изготовленных из разных материалов (например, из меди и константана) и спаянных вместе одними своими концами.
При некоторой разности температур между точкой спая и двумя другими концами обоих проводников возникает ЭДС, которая в первом приближении прямо пропорциональна этой разнице температур. Эта термо-ЭДС, равная нескольким милливольтам, может быть зарегистрирована при помощи высокочувствительных вольтметров. Если вольтметр проградуировать в градусах Цельсия, то вместе с термоэлектрическим преобразователем полученное устройство можно применить для непосредственного измерения температуры.
Мощность преобразования невелика, поэтому такие преобразователи практически не применяются как источники электрической энергии. В зависимости от того, какие материалы применены для изготовления термопары, она работает в различных диапазонах температур. Для сравнения можно привести некоторые характеристики различных термопар: термопара медь — константан применима до 600 °С, ЭДС приблизительно 4 мВ на 100 °С; термопара железо — константан применима до 800 °С, ЭДС приблизительно 5 мВ на 100 °С.
Пример практического использования преобразования тепловой энергии в электрическую — Термоэлектрические генераторы
Электрическая и световая энергия
С точки зрения физики свет представляет собой электромагнитное излучение, которое соответствует определенному участку спектра электромагнитных волн и которое способен воспринимать человеческий глаз. К спектру электромагнитных волн принадлежат также радиоволны, тепловое и рентгеновское излучение. Смотрите — Основные светотехнические величины и их соотношения
Получить световое излучение при помощи электрической энергии можно в результате теплового излучения и путем газового разряда. Тепловое (температурное) излучение возникает в результате разогрева твердых или жидких тел, которые вследствие разогрева испускают электромагнитные волны с различными длинами волн. Распределение интенсивности теплового излучения зависит от температуры.
При повышении температуры максимум интенсивности излучения смещается в сторону электромагнитных колебаний с более короткой длиной волны. При температуре приблизительно 6500 К максимум интенсивности излучения приходится на длину волны 0,55 мкм, т. е. на ту длину волны, которой соответствует максимальная чувствительность человеческого глаза. Однако для нужд освещения никакое твердое тело до такой температуры нагрето, разумеется, быть не может.
Самую большую температуру разогрева выдерживает вольфрам. В вакуумных стеклянных баллонах его можно разогревать до температуры 2100 °С, а при более высоких температурах начинается его испарение. Процесс испарения может быть замедлен путем добавления некоторых газов (азота, криптона), благодаря чему представляется возможным поднять температуру накала до 3000 °С.
Для снижения потерь в лампах накаливания в результате возникающей конвекции нить накаливания выполняется в виде одинарной или двойной спирали. Однако несмотря на эти меры, показатель светоотдачи для ламп накаливания составляет 20 лм/Вт, что еще весьма турах далеко от теоретически достижимого оптимума. Источники теплового излучения имеют весьма малый КПД, так как в них большая часть электрической энергии переходит в энергию тепловую, а не в световую.
В газоразрядных источниках света электроны сталкиваются с атомами или молекулами газа и тем самым побуждают их к излучению электромагнитных колебаний с определенной длиной волны. В процессе излучения электромагнитных волн принимает участие весь объем газа, причем, вообще говоря, линии спектра такого излучения не всегда лежат в диапазоне видимого света. В нстоящее врямя в освещении нибольшее распространение находят светодиодные источники света. Смотрите — Выбор источников света про промышленных помещений.
Переход световой энергии в электрическую
Световая энергия может переходить в электрическую, причем этот переход возможен двумя различными с физической точки зрения путями. Такое преобразование энергии может быть результатом фотоэлектрического эффекта (фотоэффекта). Для реализации фотоэффекта применяются фототранзисторы, фотодиоды и фоторезисторы.
На границе раздела между некоторыми полупроводниками (германием, кремнием и др.) и металлами образуется граничная зона, в которой атомы обоих контактирующих материалов обмениваются электронами. При падении света на граничную зону электрическое равновесие в ней нарушается, в результате чего возникает ЭДС, под действием которой во внешней замкнутой цепи возникает электрический ток. ЭДС и, следовательно, значение тока зависят от падающего светового потока и длины волны излучения.
В качестве фоторезисторов используются некоторые полупроводниковые материалы. В результате воздействия света на фоторезистор в нем увеличивается число свободных носителей электрических зарядов, что вызывает изменение его электрического сопротивления. Если включить фоторезистор в электрическую цепь, то ток в этой цепи будет зависеть от энергий света, падающего на фоторезистор.
Химическая и электрическая энергия
Водные растворы кислот, оснований и солей (электролиты) проводят в той или иной степени электрический ток, что обусловлено явлением электрической диссоциации веществ. Некоторая часть молекул растворенного вещества (размер этой части определяет степень диссоциации) присутствует в растворе в виде ионов.
Если в растворе находятся два электрода, к которым приложена разность потенциалов, то ионы придут в движение, причем положительно заряженные ионы (катионы) будут двигаться по направлению к катоду, а отрицательно заряженные ионы (анионы) — к аноду.
Достигнув соответствующего электрода, ионы приобретают недостающие им электроны или же, наоборот, отдают лишние и в результате становятся электрически нейтральными. Масса материала, откладывающегося на электродах, прямо пропорциональна перенесенному заряду (закон Фарадея).
В граничной зоне между электродом и электролитом упругость растворения металлов и осмотическое давление противодействуют друг другу. (Осмотическое давление обусловливает осаждение ионов металлов из электролитов на электродах. Этот химический процесс сам является причиной возникновения разницы потенциалов).
Переход электрической энергии в химическую энергию
Для того чтобы в результате движения ионов добиться осаждения вещества на электродах, необходимо затратить электрическую энергию. Этот процесс называется электролизом. Такой переход электрической энергии в химическую находит применение в электрометаллургий для получения металлов (меди, алюминия, цинка и др.) в химически чистом виде.
В гальваностегии активно окисляющиеся металлы покрываются пассивными металлами (золочение, хромирование, никелирование и т. д.). В гальванопластике изготавливают объемные отпечатки (клише) различных тел, причем если такое тело сделано из непроводящего материала, то оно перед изготовлением отпечатка должно быть покрыто проводящим электрический ток слоем.
Переход химической энергии в электрическую
Если опустить в электролит два электрода, изготовленных из различных металлов, то между ними возникнет разность потенциалов, обусловленная различием в упругости растворения этих металлов. Если менаду электродами вне электролита включить приемник электрической энергии, например резистор, то в образовавшейся электрической цепи пойдет ток. Так устроены гальванические элементы (первичные элементы).
Первый медно-цинковый гальванический элемент был изобретен Вольта. В этих элементах происходит преобразование энергии химической в энергию электрическую. Работе гальванических элементов может помешать явление поляризации, возникающее в результате осаждения вещества на электродах.
Все гальванические элементы имеют тот недостаток, что в них химическая энергия преобразуется в электрическую необратимо, т. е. гальванические элементы нельзя заряжать вновь. Этого недостатка лишены аккумуляторы.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процесса
На уроке происходит формирование знаний учащихся о превращении механической энергии во внутреннюю на основе метапредметных связей и проведении опытов.
Слонова Марина Владимировна
Описание разработки
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?
— 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).
— 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.