Лабораторная работа № 1 «Сравнение количества теплоты при смешивании воды разной температуры» - Внутренняя энергия

Цель: отработка практических навыков в работе с физическим оборудованием.

Ход урока

I. Повторение изученного. Проверка домашнего задания

После проверки выполнения решенных дома задач и прослушивания ответов к § 36 учитель может задать классу еще ряд вопросов для повторения изученного, например:

- Приведите примеры превращения механической энергии во внутреннюю и внутренней в механическую.

- Приведите примеры перехода энергии от одного тела к другому.

- Какой опыт показывает, что при переходе внутренней энергии от одного тела к другому ее значение сохраняется?

II. Лабораторная работа

Перед началом работы следует коротко познакомить учеников с правилами техники безопасности. В работе используется стекло, термометры и горячая вода, поэтому для исключения ожогов температура горячей воды должна быть не выше 60 °С.

Если при работе используются ртутные термометры, то после проведения измерения температуры, термометры сразу убирают в футляр. Рабочее положение измерительных цилиндров - горизонтальное.

Проведение работы должно быть достаточно мобильным. Это уменьшит погрешности при проведении расчетов. Показания термометров можно снимать через 15-20 с после начала измерения температуры. Этого времени достаточно для установления теплового равновесия «термометр-жидкость».

Так как работа связана с применением измерительных приборов, то перед проведением измерений нужно определить и записать в тетради цену деления измерительного цилиндра и термометра. Обычно для школьных приборов Ц_v = 1 см³/дел, a Ц_t = 1 °С/дел.

Основное содержание работы - проверка закона сохранения тепловой энергии в замкнутой системе.

При этом количество тепла, отданного горячей водой при смешивании с холодной, должно быть равно количеству тепла, полученного холодной водой:

где m₁ - масса горячей воды, t₁ - начальная температура горячей воды, m₂ - масса холодной воды, t₂ - начальная температура холодной воды, Θ - температура смеси. Но на практике у большинства учеников при правильных расчетах Q_отд ≠ Q_пол.

Следовательно, в выводах по работе необходимо отметить те причины, которые приводят к нарушению равенства Q_отд = Q_пол.

Если в школьной лаборатории не хватает оборудования, можно разбить класс на две группы. Сначала одна группа проводит непосредственно работу, а вторая - решает одну-две простые задачи по теме. Затем группы меняются местами. Объем данной работы позволяет организовать работу таким образом.

Задача 1

Как изменится температура 200 г воды, если в воду опустить медный шарик массой 50 г, нагретый до температуры 150 °С. Начальная температура воды -10 °С.

Задача 2

В каком случае вода в сосуде нагреется до большей температуры: если в нее опустить железный шар, нагретый до температуры 100 °С, или алюминиевый, нагретый до той же температуры? Массы шаров одинаковы.

Домашнее задание

1. Повторить § 7-9,11 учебника.

2. Сборник задач В. И. Лукашика, Е. В. Ивановой, № 1026, 1031.