Внутренняя энергия и способы её изменения

Вопросы и ответы для подготовки к контрольной работе по темам: «Внутренняя энергия и способы её изменения»,
«Количество теплоты при нагревании и охлаждении» и «Выделение теплоты при сгорании топлива».
1. Что такое внутренняя энергия тела? (определение, обозначение, единицы измерения)
Внутренняя энергия тела – это физическая величина равная сумме потенциальных и кинетических энергий всех молекул тела (без учёта
потенциальной и кинетической энергий тела как единого целого).
U – внутренняя энергия тела
[U] = Дж
2. Назовите 2 способа изменения внутренней энергии. Приведите примеры.
Способы изменения внутренней энергии тела:
1) совершение работы над телом (примеры: нагревание ладоней рук при трении друг о друга; нагревание бойка молотка и шляпки гвоздя при
забивании гвоздя в стену);
2) теплопередача (примеры - см. ниже)
3. Назовите виды теплопередачи.
Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение.
4. Что такое теплопроводность? Приведите примеры применения и учёта.
Теплопроводность – это явление передачи внутренней энергии от более нагретого тела к менее нагретому телу при их соприкосновении или
от более нагретой части тела к менее нагретой.
Примеры:
1) нагревание холодных рук, которыми человек держится за горячую батарею отопления;
2) постепенное нагревание сковороды, стоящей на кухонной плите, от донца до ручки.
5. Что такое конвекция? Приведите примеры применения и учёта.
Конвекция – это явление переноса внутренней энергии восходящими потоками более нагретого газа или более нагретой жидкости.
Пример применения: жарка шашлыка над раскалёнными углями.
Пример учёта: расположение батарей центрального отопления в нижней части комнаты, чтобы тёплый воздух поднимался вверх,
обеспечивая тем самым прогрев воздуха по всему объёму комнаты.
6. Приведите примеры увеличения внутренней энергии тела вследствие излучения.
Примеры: 1) нагревание Земли лучами Солнца;
2) нагревание головы человека, сидящего под
светящей настольной лампой.
7. Что такое количество теплоты? (определение, обозначение, единицы измерения)
Количество теплоты – это физическая величина равная той внутренней энергии, которую отдаёт или получает в процессе теплопередачи.
Q – количество теплоты
[Q] = Дж
8. Что такое удельная теплоёмкость вещества? (определение, обозначение, единицы измерения)
Удельная теплоёмкость вещества – это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты нужно сообщить единицы массы
данного вещества, чтобы повысить его температуру на 1 °С.
c – удельная теплоёмкость вещества.
Дж
[c] =
кг  С
9. Формула для расчёта количества теплоты для нагревания или охлаждения тела.
Q = c ∙ m ∙ t ,
где m – масса вещества, t – изменение температуры, m – масса вещества.
[m] = кг;
[t] = °С
Так как t = tб - tм ,
где tб – большая температура, tм – меньшая температура,
то:
Q = c ∙ m ∙ (tб - tм )
[t] = °С
10. Что такое удельная теплота сгорания топлива? (определение, обозначение, единицы измерения)
Удельная теплота сгорания топлива – это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании
единицы массы данного вида топлива.
q – удельная теплота сгорания топлива
Дж
[q]=
кг
11. Формула для расчёта количества теплоты, выделяющегося при сгорании топлива.
Qст = q ∙ m
12. Что такое КПД нагревательного прибора? Определение, формула, единицы измерения, интервал возможных числовых значений.
КПД нагревательного прибора* - это физическая величина равная отношению количества теплоты, переданного нагреваемому телу (телам),
к количеству теплоты, выделившемуся при сгорании топлива
 - КПД нагревательного прибора
=
Qн
Qст
[] = ед. (единицы)
Так как в реальных условиях Qн<Qст, то КПД нагревательного прибора лежит в пределах: 0 ≤  < 1.
В быту КПД иногда измеряют в процентах. В этом случае формула для расчёта КПД приобретает вид:
Q
(%) = н ∙ 100%
Qст
*Примечание: имеются в виду нагревательные приборы, в которых для получения тепловой энергии используется сгорание топлива.
Примеры простейших** типовых задач по изучаемым темам:
1. Какое количество теплоты потребуется, чтобы повысить температуру 250 г керосина от 10 С до 35 С?
2. Для нагревания алюминиевого бруска от 30 С до 230 С потребовалось 736 кДж теплоты. Какова масса бруска?
3. Какой объём воды может нагреть электрический чайник от 20С до 90С, сообщив ей 0,441 МДж теплоты?
4. Какое количество теплоты выделяется при сгорании 12 кг сухих дров?
5. Какую массу каменного угля надо сжечь, чтобы получить 1 МДж теплоты?
6. Какое количество теплоты выделится при сгорании 10 л бензина, если плотность бензина равна 800 кг/м3?
**Примечание: для успешного решения задач необходимо повторить тему «Плотность вещества», изучаемую в 7 классе.