ними механічної роботи можна показати на наступному досвіді.
Беруть пляшку з-під молока і наливають в неї чайну ложку води. Шийка пляшки закривають пробкою з протягнутої через неї скляною трубкою. Трубку за допомогою гумового шланга з'єднують з патрубком насоса Комовского для нагнітання повітря. При нагнітанні повітря в пляшку тиск у ній підвищується і нарешті стає таким, що під його дією вилітає пробка. На стінках пляшки при цьому з'являються крапельки води, що свідчить про зниження температури знаходяться в ній повітря і пара. Освіта крапельок туману посилюється, якщо в пляшку помістити димлячу сірник.
При демонстрації даного досвіду повинні бути вжиті заходи обережності: пробку слід змочити, щоб вона порівняно легко викидалася з шийки пляшки.
Процес, що відбувається в описаному досвіді, вимагає ретельного аналізу на основі молекулярно-кінетичних уявлень.
Молекули повітря і водяної пари, перебуваючи в безперервному хаотичному русі, бомбардують стінки посудини, в який вони укладені. Чим вища температура повітря, тим швидше молекули рухаються. Якщо одна зі стінок посудини, в якому знаходиться повітря, рухлива (у дослідах це пробка), то вона рухається під ударами молекул. Енергія молекул при цьому витрачається на вчинення механічної роботи (з подолання сил тертя, з підйому пробки). У результаті внутрішня енергія повітря (і знаходиться в ньому пара) зменшується.
Отже, учні приходять до висновку: внутрішня енергія тіла може змінюватися (збільшуватися або зменшуватися) зі часом при теплообміні даного тіла з оточуючими тілами і при здійсненні механічної роботи. Для закріплення отриманих знань учні відповідають на ряд питань:
Чому штучні супутники Землі, не забезпечені спеціальною теплової зашитою, і метеорити згорають, коли вони наприкінці свого руху входять в щільні шари земної атмосфери?
Борошно-під жорен виходить гарячої, хліб з печі виймають теж гарячим. Вкажіть причини підвищення температури борошна і хліба. Чи змінилася внутрішня енергія цих тіл і чому?
Чи володіє внутрішньою енергією тіло, температура якого 0 В° С?
Зміст цієї теми по суті підводить учнів до уявлення про другому законі термодинаміки як затвердження про неможливість самовільного переходу теплоти від менш нагрітого тіла до більш нагрітого. Учні повинні засвоїти, що теплопередача завжди відбувається в певному напрямку: від тіла з високою температурою до тіла з низькою температурою.
При поясненні механізму теплопередачі спираються на наявні в учнів відомості про молекулярно-кінетичної теорії.
Виклад починають з постановки проблемного досвіду. На дерев'яний циліндр наколюють ряд кнопок, обгортають його одним шаром паперу (рис. 20.5). При короткочасному приміщенні циліндра в полум'я пальника відбувається нерівномірний обвуглювання паперу. Ставлять питання: В«Чому папір, прилегла до кнопок, обвуглюється менше? В»Узагальнюючи відповіді учнів і наявні у них уявлення, встановлюють факт передачі теплоти від однієї частини твердого тіла до іншої і пояснюють його. При нагріванні відбувається збільшення швидкості руху молекул, з яких складається тіло. Це рух передається сусіднім молекулам, в результаті швидкість цих молекул і, отже, температура даної частини тіла зростають. Виразний також досвід, розглянутий у підручнику.
Потім вводять поняття про хороших провідниках тепла - металах і поганих провідниках (ізоляторах)-дерево, скло. Різну теплопровідність речовин - скло і залізо, залізо і мідь - наочно демонструють на досвіді по відділенню цвяшків, приклеєних парафіном або воском до стержнів, при їх нагріванні.
Розглядають використання в техніці, побуті і в шкільних фізичних приладах властивостей тіл по-різному проводити тепло. Наприклад, погану теплопровідність повітря використовують у пристрої шкільного приладу калориметра.
В
Пояснення пристрої та призначення калориметра необхідно пояснити на досвіді з ним.
Корисно вирішити ряд завдань. Тут можуть бути запропоновані завдання наступного змісту:
Взявши в руку цвях довжиною 5-6 см, внесіть його кінець в полум'я сірника. На основі досвіду порівняйте теплопровідність дерева і заліза. Поясніть, чому рука відчуває цвях особливо гарячим вже після того, як сірник згасне.
2. На півночі хутряні шапки носять, захищаючись від холоду, а на півдні (в Туркменії) - від спеки. Поясніть доцільність цього. p> Корисно повідомити учням порівняльні дані теплопровідності деяких твердих, рідких і газоподібних тел. Залізо, наприклад, в 163 рази краще проводить тепло, ніж дуб, і в 100 разів краще, ніж вода, вода - в 27 разів краще, ніж повітря.
Вивчення конвекції можна почати з постановки досвіду, розташувавши, як зазначено на малюнку 20.6, скляну трубку з водою над полум'ям спиртівки. При цьому свідчення одного термометра (на малюнку ліворуч) залишаться майже без змін, а іншого (на малюнку праворуч) почнуть ...
