活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

新课程的活力GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba5-11 11-14 14-16 16-19GydF4y2Ba

物理研究所教育主管,我们代表来自查尔斯特雷西的学生的能源的指导。GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

改变的机会GydF4y2Ba

这是查尔斯·特蕾西关于新课程中能源的一系列文章中的第一篇。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

改变的机会GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba

这个系列来自哪里GydF4y2Ba

这些年来,我就能源问题进行了多次讨论,我知道这些讨论至少是令人不舒服的。因此,在开始本系列文章时,我要提出许多警告和注意事项。GydF4y2Ba

首先需要注意的是,本系列文章的首要目标是提供帮助;我将讨论我认为可以改进能源讨论的方法我将强调一些对流行范式的关注。但这并不是对个人的批评。GydF4y2Ba

其次,这不是关于禁止特定词语。我希望它更加有机会考虑这些文字绘画的照片以及我们如何使这些图片尽可能有助于为第一次来到能源思想。GydF4y2Ba

第三,至少,这是一个机会,看看修订的国家课程大纲中的新能源声明,并考虑在能源主题中现在需要(以及不再需要)什么。GydF4y2Ba

它在哪里GydF4y2Ba

修订后的国家课程的变化可以归纳为迈向:GydF4y2Ba

  1. 能源是一种量化工具,而不是一种物质GydF4y2Ba
  2. 探索进程而不是依赖能量的解释GydF4y2Ba
  3. 能量分析的起点和终点GydF4y2Ba
  4. 可量化的术语GydF4y2Ba
  5. 加热(作为过程)而不是“加热”作为一种物质GydF4y2Ba
  6. 差异是变化的原因GydF4y2Ba
  7. 第二法的消散与思路GydF4y2Ba

每个人都受到欢迎,每个人都以更有用的方式谈论能源的机会。我将在这一系列帖子中完成这些机会。GydF4y2Ba

一些个人意见GydF4y2Ba

20世纪80年代中期我开始教学的时候,有很多关于能源教学的文章和讨论。在谈论能量的类型时,人们担心“转换”和“转换”这两个词的使用。但这些担忧是更广泛的不安的一部分:现有范式赋予了能量物质,并表明能量通过在不同类型之间的相互转换而使事物发生。然而,关于重构我们谈论能源的方式的讨论在课堂上影响甚微——主要是因为官方文件继续坚持类型、转换和能源的因果力量;在某种程度上,QCA文档指定有9种类型的能量。我称之为" 9种类型"范式。GydF4y2Ba

然后,它有一些救济,那就是,在2006年,我被介绍了在研究所主张的方法GydF4y2Baxinyabo购彩 .我们稍后会回到这一点,但值得说的是,这是一种我强烈支持但没有发展的方法。这也是一种方法,与修订的国家课程(在两者GydF4y2Ba关键阶段3.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba关键阶段4.GydF4y2Ba)以及GydF4y2BaGCSE标准GydF4y2Ba- 确定授予组织如何在规范中呈现能源思想。因此,经过几十年来掌握创新和改进的官方文件,我们现在有官方文件,支持更有用的(在我看来)谈论能源的方法。GydF4y2Ba

imo和主要是恕我直言GydF4y2Ba

多年来,我已经想到了所有这些问题。我没有所有的答案,但是,正如你所看到的那样,我确实有一些观点。我不会用'imho'前跟每一个人,但请把它视为读数。GydF4y2Ba

对担忧的温和介绍GydF4y2Ba

因此,有一些积极的举措。但我确实需要暂时停留在一些负面因素上,并讨论为什么我们中的一些人会被普遍的“9种类型”范式所困扰。在下面的例子中,请大家思考一下,能量被描绘成什么样的画面,能量在解释过程中所扮演的角色,以及这两者是否有帮助。GydF4y2Ba

以下是如何在媒体中表现出9种范式的一些示例:GydF4y2Ba

  • [来自火山通风口]的蒸汽被转化为能源,通过1,200英里海底电缆运送到欧洲。(伦敦纸)GydF4y2Ba
  • 碳质物质转化为热或其他形式的能量(一本物理杂志)GydF4y2Ba

然后在稍微正式一点的文件中:GydF4y2Ba

  • 能量让事情发生(ASE大想法)GydF4y2Ba
  • 移动的铅笔使用动能(QCA)GydF4y2Ba
  • 灯泡灯光,因为能量从电池流到灯泡(索菲,9,KS3 SATS样品响应)GydF4y2Ba

综上所述,我认为能量被赋予了某种物质——如此之多以至于蒸汽和煤可以转化为能量(GydF4y2Ba1GydF4y2Ba).物质可以流动,它被用来使事情发生。此外,使用基于能量的术语使解释听起来更科学一些。但事实上,它解释了真正“使事情发生”的实际过程和机制(GydF4y2Ba2GydF4y2Ba).有含糊的含量(GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)甚至是已经发明以适应范式的能量的虚假“类型”(GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba).这些最欺骗性是'热'或'热能'(GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba).GydF4y2Ba

这是一些担忧的更严酷的发展GydF4y2Ba

以上示例可能来自易于靶标。但是,他们是一个镜像 - 甚至开发的语言,这些语言在科学研究上最多可用于16次。所有这些例子都来自GCSE文本书籍或考试:GydF4y2Ba

  • 食品加工机的有用能量输入是电能,其有用的能量输出是动力学的GydF4y2Ba
  • 太阳释放的一些能量被转换成电能GydF4y2Ba
  • 麦克风把声能转换成电能GydF4y2Ba
  • 机器是吵了。它们传递能量,其中一些能量转化为声音GydF4y2Ba
  • 能源是工作的能力GydF4y2Ba
  • 绿色植物捕获光能并使用它来生长GydF4y2Ba
  • 动植物细胞的工作都需要能量。GydF4y2Ba
  • 来自烃燃料的化学能转化为运动GydF4y2Ba
  • 这是化学反应产生热和功的一个突出例子。GydF4y2Ba

再一次:能量作为一种物质(存在并可以流动)呈现;它是'释放'和'生产';它被转换并做有用的工作。GydF4y2Ba

最重要的是,示例状态(或暗示)它被用尽。然而,我们还告诉孩子能量被保守。GydF4y2Ba

最后......第二法律GydF4y2Ba

因此,在所有关于9种范式的关注之上,我们向学生呈现了一幅既守恒又耗尽的能量的不完整(和矛盾的)画面。这并不奇怪,因为人们的日常语言经常暗示能源消耗殆尽。然而,我们应该在科学课上把它弄对。这意味着通过学生们听到的语言来解决他们的经历:用一些有用的东西来让事情发生(燃料、食物等)(GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba).GydF4y2Ba

但是,无论它耗尽什么,它都不是能量;并且这种区别可以通过讨论与热力学第二律法有关的想法 - 可访问的想法,也许是谁的时间(GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba).当然,修订后的国家课程为讨论第二定律提供了一些机会——所以也许我们应该这样做;我将在本系列的最后再回到这一点。GydF4y2Ba

下一步GydF4y2Ba

在这篇介绍的帖子中,我强调了一些疑虑,暗示他们如何通过我们谈论能源的方式解决,并建议修订后的国家课程不会阻碍重新思考,甚至​​可以帮助它。GydF4y2Ba

附件是一份总结文件,列出了关注的问题(标记为1到7),总结了如何解决这些问题,并将它们与国家课程声明中的机会联系起来。GydF4y2Ba

在这一系列帖子的过程中,我将更详细地探讨机会。GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

开始GydF4y2Ba

在这里,我们将介绍两个有用的经验法则和“三步法”,用于讨论可能受能量分析影响的事件或现象。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

开始GydF4y2Ba

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捡起一些线GydF4y2Ba

两个主线程我将从GydF4y2Ba以前的文章GydF4y2Ba是:GydF4y2Ba

  1. 能量分析是关于计算;GydF4y2Ba
  2. 能源讨论易于解释消除使事情发生的有趣,美丽和露出的过程和机制。GydF4y2Ba

为什么要烦恼?GydF4y2Ba

在本系列的前一篇文章中,我强调了一些关于我们谈论能源方式的担忧。那么,如果有关能量的讨论是如此充满了,我们为什么要打扰它?答案是它使我们能够进行计算。这些计算通常允许我们确定是否有可能:GydF4y2Ba

  • 大型强子对撞机能创造希格斯玻色子吗?GydF4y2Ba
  • 催化裂片的温度是否足以破坏碳碳键?GydF4y2Ba

并提供对问题的定量答案:GydF4y2Ba

  • 有多少火星酒吧爬上珠穆朗玛峰?GydF4y2Ba
  • 将卫星送入轨道需要多少燃料?GydF4y2Ba

这些都是能源分析可以有效解决的问题。然而,能量讨论对于回答“麦克风是如何工作的?”这样的问题几乎没有帮助。GydF4y2Ba

第一个经验法则GydF4y2Ba

我认为这是一个有用的经验法则:GydF4y2Ba

能量分析的目的是为计算或进行计算。GydF4y2Ba

这不是一个艰难而快速的法律;也没有归诉。相反,在与学生谈论能源时,这只是值得一定的事情;我会在后来的发布中返回它。它也在解决GydF4y2Baxinyabo购彩 能源的SPT资源,它利用右线的温和方法和错误的轨道来解决问题。GydF4y2Ba

在关键阶段4,学生将开始进行计算。在关键阶段3,这有助于:GydF4y2Ba

  • 介绍数值性质GydF4y2Ba通过查看燃料价值来分析能量分析;GydF4y2Ba
  • 介绍一种谈论能够导致计算的能量的方法。GydF4y2Ba

在后者中,选择可能导致计算的示例非常重要(即使它们不在KS3处执行这些计算)。并制定一种谈论为这些计算做准备的能量的方法(我将在第4周返回这一点)。特别是,我们需要小心带来能量的语言,在那里它可以分散注意力:在解释中。GydF4y2Ba

麦克风就是一个很好的例子。一名学生不太可能使用麦克风进行能量计算。调用能量(对麦克风来说)唯一可能的结果是解释它的操作。GydF4y2Ba

例如GydF4y2Ba

以下是对麦克风如何工作的问题的典型响应:GydF4y2Ba

麦克风将声能转换为电能。GydF4y2Ba

它似乎提供了一个答案,但它没有回答问题。所有的讨论都结束了,因为对于术语“声能”或“电能”没有物理参照。它们不能被进一步探索,它们无助于理解,它们与任何更基本的物理现象都没有关系。它们只是简单的标签。GydF4y2Ba

下面的回应与正在发生的事情更直接相关:GydF4y2Ba

麦克风将声波转换为电信号。GydF4y2Ba

这种响应是富裕的:句子中的每个术语涉及可以更深入地描述和研究的物理的东西:声音,声波和电信号。同样,它对麦克风内的机制问题开放:它如何将声波转换为电信号?可以通过讨论附着在磁场中的线圈上的膜片讨论来解决这个问题;关于压力差异,使隔膜移动;关于在移动线圈中诱导的EMF(因为它处于磁场);等等。GydF4y2Ba

真实的物理GydF4y2Ba

掩藏了麦克风的丰富故事。这是一个发展和雇用一些统一的理念和物理方法的故事。例如:GydF4y2Ba

  • 减少和解释更基本的水平的现象;GydF4y2Ba
  • Economy—旨在尽可能少地使用基本定律;GydF4y2Ba
  • 一种深刻理解现象的欲望——不满足于表面现象;GydF4y2Ba
  • 使用模型;GydF4y2Ba
  • 需要从许多主题综合想法。GydF4y2Ba

以这种方式与学生讨论麦克风,不仅会让他们更深入地了解麦克风是如何工作的,还会让他们深入了解物理学是如何工作的。也就是说,他们将获得像物理学家一样思考的真实体验。GydF4y2Ba

相比之下,“从声能到电能”的标记活动既不能让他们了解麦克风的操作,也不能让他们了解物理学到底是什么样子的。GydF4y2Ba

一丝生物例子GydF4y2Ba

生物学的经典示例是光合作用。通过描述:GydF4y2Ba

光合作用将光能转化为化学能源。GydF4y2Ba

再说一次,这句话中几乎没有什么可以调查的。它提供了一个魔术盒描述,带有输入和输出标签,很少有机会进行调查。我将在以后的帖子中回到光合作用。GydF4y2Ba

第二条拇指 - 分离出流程GydF4y2Ba

上面的例子说明了如何避免在解释现象时使用能量。令人满意的解释更可能来自物理过程和机制的讨论。这些问题可以进行更深入的研究——通常是通过简化的方法——并最终导致基于物理学(或科学)的基本部分的讨论。我的第二条经验法则是:GydF4y2Ba

使用物理过程和机制(不是Energy)来调查和解释现象。GydF4y2Ba

三步的方法GydF4y2Ba

我将提出一种可以在关键阶段3中使用的方法,以便以与能量分析分开解释的方式讨论事件和现象。该示例已被选中,因为它可能导致计算。因此,能源分析将对关键阶段的真正有用的准备。讨论分为三个不同的步骤:GydF4y2Ba

  1. 观察GydF4y2Ba.在日常语言。GydF4y2Ba
  2. 一个解释GydF4y2Ba.依靠机制和物理、化学和生物过程。GydF4y2Ba
  3. 一个能源分析GydF4y2Ba.使用开始和终点(我将在下周进一步发展)。GydF4y2Ba

三步法的例子GydF4y2Ba

想象一下,当落下的苹果在旅行最快时我们想讨论。三步讨论将是(简短):GydF4y2Ba

观察GydF4y2Ba例如苹果(由于重力)朝地面落下。GydF4y2Ba

解释GydF4y2Ba当苹果被放开时,有一个不平衡的力作用在它身上。力是向下的,所以苹果向地面加速。它一直在加速,并将在落地前达到最快速度。在下落过程中,苹果撞击空气中的微粒,使它们移动得更快,苹果自身的温度和周围空气的温度(稍微)升高。GydF4y2Ba

能源分析GydF4y2Ba:我将在下一篇文章中更全面地开发这部分。目前,假设系统失去了重力存储的能量,苹果增益动能;而且,通过空气和苹果储存的能量升起了一点。GydF4y2Ba

请注意,在解释中并没有提到能量。在能量分析中没有试图解释任何东西。解释和能量分析被刻意地区分开来。能量分析的唯一目的是建立一个计算。GydF4y2Ba

我们将返回下一篇文章中的三步方法(能源分析)的第三方面。GydF4y2Ba

国家课程陈述GydF4y2Ba

我在此建议的方法支持并由修订的国家课程中的陈述得到支持GydF4y2Ba关键阶段3.GydF4y2Ba:GydF4y2Ba

  • 比较不同食物的能量值(从标签)(KJ)GydF4y2Ba
  • 国内燃料费、燃料费及成本GydF4y2Ba
  • 使用物理过程和机制而不是能量来解释带来这种变化的中间步骤。GydF4y2Ba

而且,非常愉快,第14页的草案GydF4y2Ba关键阶段4.GydF4y2Ba,有一个序言是指一些统一的理念和物理方法。GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

开始和结束GydF4y2Ba

本文选取了“开始”那篇文章中给出的三步方法中的第三步:GydF4y2Ba能量分析中的开始和终点。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

开始和结束GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba

在这篇文章中,我将从第三点入手GydF4y2Ba改变的机会GydF4y2Ba,在能量分析中使用开始和终点。GydF4y2Ba

在许多方面,这是我将提出的最有力的建议。在我们谈论能源的方式的所有变化中,这可能是最容易实施的,也是对净化语言影响最大的。许多其他的改进也由此而来。即使你不采纳所有的想法GydF4y2Baxinyabo购彩 ,您会发现它有助于引用和定义能量讨论中的开始和结束点。GydF4y2Ba

消除歧义(链条)GydF4y2Ba

典型的考试风格问题可能是描述作为一个人(Sisyphus)的能量变化推动山坡。GydF4y2Ba

一个典型的答案是这样的:GydF4y2Ba

化学能⇒动能⇒引力势能+热能GydF4y2Ba

另一种选择可能是:GydF4y2Ba

化学能⇒动能⇒引力势能+热能+声能GydF4y2Ba

还有其他多种选择。GydF4y2Ba

然而,很清楚的是,没有一个单一的、明确的答案能让每个人都趋同。我认为,缺乏一个统一的答案是不科学的。它的出现是因为能量讨论不能提供任何对旅程的洞察或解释。我们不应该在讨论这段旅程时,把能源术语混在一起。这与前一篇文章中将解释与能量分析分开的建议有关。但它走得更远。能量分析只在比较两个(或者更多)固定的点时有用,而不是在讨论爬山的连续过程。GydF4y2Ba

选择最明显的固定点是旅程的开始和结束。GydF4y2Ba

消除开始和终点的歧义GydF4y2Ba

我们看到的那样GydF4y2Ba最后的GydF4y2Ba邮政GydF4y2Ba,能量分析的目的是进行计算。因此,如果我们想知道他要吃多少巧克力吧,所以能量是一个有用的工具来提升山丘;为此有两个重要观点:在他开始爬行之前,他完成后。所以我们有一个:GydF4y2Ba

起点GydF4y2Ba:在山的底部GydF4y2Ba

和一个GydF4y2Ba

终点GydF4y2Ba在山顶上。GydF4y2Ba

我们选择这两点,因为它们将在能量分析中有用。并且,一旦我们选择了它们,分析是明确的:GydF4y2Ba

  • 与系统中的化学物质(食物和氧气)相关的能量已经减少;GydF4y2Ba
  • 与西西斑在地球的引力场相关的能量已经上升;GydF4y2Ba
  • 与温度升高的温度和周围环境相关的热储存也上升。GydF4y2Ba

我们可以用条形图来显示这些变化。GydF4y2Ba

上面的语言是关键阶段的一点笨重。像“与引力领域相关的能量......”的短语不借给12岁的基本讨论。围绕这的一种方式是利用能量商店的想法。这是一个开发的想法GydF4y2Ba物理辅助教学(SPT)GydF4y2Ba资源。GydF4y2Ba

商店的术语GydF4y2Ba

SPT使用储能的术语。在上面的例子中,我们可能会说,有一个化学仓库在旅程中清空。这里有热量储存和重力储存。重要的是,储存的化学物质的数量与消耗的化学物质的数量相等。GydF4y2Ba

这是显式的和有意识的表征。没有迹象表明,真的有一个能量储存与橙色的东西。但这是一个很有用的方法来说明,在山脚下,有与化学物质相关的能量。我们发现,在关键阶段3,商店的语言是引入能量的一种有益的方式。是否完全采用这种语言取决于你自己。您可能更喜欢采用开始和结束点的概念,而不是采用商店的语言——这是完全可能的。尽管商店的想法是可行的,它提供了与过去的一个突破,但无论你采用什么模式,你都必须感到舒适。GydF4y2Ba

开始和结束点分析的其他优点GydF4y2Ba

我们已经看到,在分析中定义一个开始和结束点消除了歧义。但是,您会注意到它还消除了对顶部不科学的动能的参考。让我们谨然为什么动能已经退出了分析,而且还为什么这是一件好事。虽然Sisyphus正在移动,但他的动能是(a)常数和(b)瞬态。其价值不会影响任何最终值;所以它不会形成任何计算的一部分。在开始时,他是静止的,最后他是静止的。在我们的每一个快照(开始和结束),他没有动能。所以我们可以在分析中忽略它。这是有帮助的,因为毕竟是在页面顶部的能量链中分散注意力。GydF4y2Ba

一个更短暂的动能存储GydF4y2Ba

汽车旅行的能量分析是什么?比如说从伦敦到伯明翰?我要用GydF4y2Ba三步接近GydF4y2Ba从之前的帖子。我们的起点是伦敦。我们的终点是伯明翰。GydF4y2Ba

在旅途中,引擎变热并加热周围环境。此外,汽车做功将空气推出,从而提高空气(和汽车外部)的温度非常小的量。每隔一段时间,我们就得减速。刹车的摩擦力提高了刹车块和刹车盘的温度,反过来,它们会变热,使周围环境升温。GydF4y2Ba

当我到达伯明翰时,我已经用完了一些汽油(和氧气形成了大气),并已经提高了汽车的温度,其发动机和周围空气 - 尽管少量。我还增加了大气中二氧化碳的量。GydF4y2Ba

  1. 观察GydF4y2Ba:我们进入一辆车,用汽油填充,从伦敦开车到伯明翰。这辆车是一种非常方便的方式,在一个适合我们和合理的时候从一个地方到另一个地方。GydF4y2Ba
  2. 解释GydF4y2Ba:内燃机用氧气(来自空气)燃烧汽油的汽油。该反应在高温下产生水和二氧化碳 - 如此高,它们都是气体。因此,气缸中存在巨大的压力,其用于转动曲轴和汽车的后轮。车轮推动汽车前进。制造汽车举动的成本是我们使用汽油并产生二氧化碳。GydF4y2Ba
  3. 能量分析:GydF4y2Ba
    • 起点:GydF4y2Ba离开伦敦GydF4y2Ba
    • 终点:GydF4y2Ba抵达伯明翰GydF4y2Ba
    • 一家化工厂已经空了GydF4y2Ba
    • 热储已被填满(一个用于汽车,另一个用于环境)GydF4y2Ba

作为直方图:GydF4y2Ba

在能源商店方面:GydF4y2Ba

再次注意到没有引用动能,因为它是恒定的和瞬态的。GydF4y2Ba

选择另一个终点GydF4y2Ba

记住,对于有用的能量分析,我们选择的终点是最方便的。如果我们需要知道发动机可能会有多热,上面的分析可能会有用。然而,我们可以在车停了之后的某个时候选择一个终点。到那时引擎已经冷却并加热了周围的环境。GydF4y2Ba

就像西西弗斯一样,能量分析没有告诉我们(也不能告诉我们)关于旅程本身的任何事情。就能源而言,一趟汽车之旅简单得令人苦恼:它清空了周围的化学储存物,填满了周围的热储存物。所有的过程和机制的解释(汽车如何工作,它如何提高周围的温度等)出现在三部分分析的中间部分。GydF4y2Ba

进一步的联系GydF4y2Ba

关于能源商店的更多信息:GydF4y2Bashifting-and-conserving-energyGydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

我们需要哪些商店?GydF4y2Ba

此资源考虑了哪些商店有助于能量讨论和在分析前后的能量讨论。GydF4y2Ba

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我们需要哪些商店?GydF4y2Ba

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我们需要什么商店GydF4y2Ba

这是我们运行的研讨会中经常出现的问题。所以,这篇文章将考虑一下商店将有助于我们的能量讨论和GydF4y2Ba前后分析GydF4y2Ba.但是,在这样做之前,值得记住关于我们想要在这里做的事情的几点:GydF4y2Ba

  • 我们旨在发展乐于助人GydF4y2Ba的说话方式GydF4y2Ba关于学生的精力。我们不是在开发一种模式;我们当然不是在定义一套法律。我们试图找到一种语言,有助于他们的理解,并为接下来的事情做好准备。GydF4y2Ba
  • 我们主要考虑的是关键阶段3(14岁以下)。一旦学生能够进行计算(在gcse、A-levels或其他类似课程中),语言就会变得更加复杂。GydF4y2Ba
  • 我们不是在表演语言技巧,只是简单地使用旧的“类型”的能量,并将它们重新命名为存储。GydF4y2Ba

考虑这些点,任何商店都应该:GydF4y2Ba

  1. 可量化:我们需要知道我们可以GydF4y2Ba计算GydF4y2Ba改变它的值(即使我们在关键阶段3没有这样做)。GydF4y2Ba
  2. 在时间的快照(对应于开始或终点)上有值;即,我们应该能够在即时计算对象或系统的属性的值。GydF4y2Ba
  3. 有物理指点:即有意义地与系统的某些物理特征相关联。GydF4y2Ba

做工作GydF4y2Ba

我将更详细地回归的想法GydF4y2Ba工作GydF4y2Ba在后续帖子中。但是,我将在这里使用它,因为它是对能源进行讨论的有用方法(因为它很容易被量化),它将有助于确定哪些商店将履行上述标准。我们可以在系统(或内)进行工作以改变其能量概况。例如,抬起东西。GydF4y2Ba

引力商店GydF4y2Ba

如果我把球放到架子上,我GydF4y2Ba做工作GydF4y2Ba(在技术意义上)。我可以将球放在架子上有一段时间,然后在以后留下来,让它落下并为我工作。虽然球在架子上,系统(球加地球)是GydF4y2Ba储存能量GydF4y2Ba多亏了它两部分之间的引力。GydF4y2Ba

所以,它看起来是用来指代a的GydF4y2Ba引力商店GydF4y2Ba当我们举起一个物体时,它会被填满一点,当它落下时,它会被清空一点。GydF4y2Ba

让我们看看它是否与上面的标准匹配。GydF4y2Ba

  1. 我们可以计算重力存储的填充和清空量(mgΔh);所以我们可以计算储存的能量(尽管是相对意义上的);GydF4y2Ba
  2. 这个值只取决于球的位置和它的质量;所以我们可以计算任意时刻的值;GydF4y2Ba
  3. 商店显然指的是情况的物理-球在重力场中的位置。GydF4y2Ba

弹性商店GydF4y2Ba

我们可以遵循类似的推理为弹性店。让我们说球是用橡皮制成的。我们可以做伸展(或压缩橡胶球)的工作。它是弹性的,并将返回其原始形状。所以,我们将至少回到我们对它的一些工作。GydF4y2Ba

因此,能够引用一个GydF4y2Ba弹性商店GydF4y2Ba当球变形时填充和排空并返回其原始形状。参考我们的标准,我们可以计算与任何瞬间的变形相关的能量,并且商店是指变形所涉及的工作。所以让我们将它添加到我们的列表中。GydF4y2Ba


动态存储GydF4y2Ba

a的概念GydF4y2Ba动态存储GydF4y2Ba不太明显。有些人对移动物体的思考不舒服GydF4y2Ba储存GydF4y2Ba活力。然而,我们需要记住“商店”术语只是一种谈论与系统(及其行为)与年幼学生相关联的能量的方式。GydF4y2Ba

同样,我们也可以做功使某物运动(例如推动一个球向上)。这个运动的物体会为我们做反向的工作(在这种情况下,在地球的重力场中使球上升)。因此,运动的物体肯定有相关的能量。GydF4y2Ba

它是否符合我们的标准?是的:它会有所帮助(因为这么多系统涉及开始和停止移动的成分);我们可以量化它,我们可以在任何瞬间这样做(只要我们知道对象的速度和质量)。GydF4y2Ba

何时有用(而不是)引用动力学商店GydF4y2Ba

通常情况下,物体的运动是瞬态的,因此我们不需要考虑在我们的分析中的动力学商店。有两个例子GydF4y2Ba以前的博客GydF4y2Ba:将山坡和汽车之旅推着巨石。在每种情况下,无需考虑动力学商店。但是,这可能会导致一些问题,因此让我们以几种方式看待它。GydF4y2Ba

在能量讨论中我们可以忽略运动的主要原因是我们使用了开始和结束分析。在开始和结束的时候都没有动作。因此,在每个分析点上,任何动能项都是零,因此无需考虑动能存储(或动能)。GydF4y2Ba

旅程中的速度是不变的,因此它不会在发生的更改中播放任何部分(毕竟,我们不考虑常数的所有其他商店)。GydF4y2Ba

话虽如此,有些情况下我们GydF4y2Ba将GydF4y2Ba在我们的分析中使用动态存储。例如,确定汽车在旅程结束时的刹车距离。这个例子展示了为什么定义起始点和结束点以及根据我们可能想要执行的计算选择它们是重要的。重要的是,我们(和我们的学生)不会被能量储存链所纠缠。GydF4y2Ba

热存储GydF4y2Ba

我们可以做功来提高系统的温度(或改变系统的状态)。在每种情况下,与系统相关的能量都由于粒子的内部排列或运动而增加。我们学校并没有一个通用的术语来描述系统是如何储存能量的。我之前曾建议过“内部”存储(因为它与术语“内能”有关,在更高的层次上使用;它并不意味着“热”)。然而,“热储存”是一个更好的术语,可以用来涵盖温度上升和状态的变化。它被用于GydF4y2BaSPT。GydF4y2Ba

最重要的一点是,无论储存的是什么,它都是GydF4y2Ba不是GydF4y2Ba'热'。我将在未来的帖子中返回这一点。目前,足以说热量与过程有关,而不是能量存储或与系统相关联的方式。GydF4y2Ba

四个商店GydF4y2Ba

要相当快地,另外四家商店是有用的,可计算和可识别的(在瞬间)是GydF4y2Ba化学GydF4y2Ba那GydF4y2Ba核GydF4y2Ba那GydF4y2Ba振动GydF4y2Ba,GydF4y2Ba电/磁性GydF4y2Ba.这是一个完整的GydF4y2Ba一套商店GydF4y2Ba对于我们的大多数讨论(肯定是在关键阶段3)而言,这应该是足够的。GydF4y2Ba

请注意,有三个(如果您包含“旧的能量”的热能“)上面未得到推荐的能量的热能”。它们是:'电能','声能'和'光能'。下周我会更加关于这些虚假标签。GydF4y2Ba

结束言论和观察GydF4y2Ba

值得一提的是:GydF4y2Ba

  • 正如我们所料,我们有与作用在宏观尺度上的两种基本力相关的存储:引力、电/磁。在每种情况下,都有可能建立一个系统,在这个系统中,力作用于物体之间,对力做功,系统以与力相关的方式储存能量。GydF4y2Ba
  • 我们在粒子层面上有两种主要的结合方式:核结合和化学结合。这是有道理的,因为化学反应和核反应在能量与系统关联的方式上是不同的。GydF4y2Ba
  • 有些商店可以作为其他商店的参考。例如,化学存储器可以被认为是电/磁存储器(化学键是静电的)。振动存储器可以作为弹性存储器和动能存储器之间的交换。热存储器可以被认为是动能存储器和其他存储器的结合。然而,在每种情况下,它们都可以自行量化;因此它们在计算和分析中很有用。GydF4y2Ba

这些想法是进一步开发的GydF4y2BaSPT的第2集GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

通路GydF4y2Ba

在这里,我们讨论了途径的想法,链接物理过程和能量分析。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

通路GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba

通路GydF4y2Ba

在GydF4y2Ba最后两GydF4y2Ba在之前的文章中,我介绍了“商店”的概念,并建议在关键阶段3的讨论中,参考8家商店将会很有帮助。GydF4y2Ba

这篇文章介绍了途径的想法 - 物理过程与能量分析之间的联系。GydF4y2Ba

(不是太难)工作GydF4y2Ba

让我们试一试GydF4y2Ba三步接近GydF4y2Ba在发条马达上吊起一些重物。GydF4y2Ba

我们将在春天缠绕后选择一个开始点,当群众在顶部休息时,终点点。GydF4y2Ba

起点GydF4y2Ba:有一个与伤口弹簧相关的弹性店;GydF4y2Ba

终点GydF4y2Ba:有一个与质量相关的引力存储。这个商店已经满了,而弹性商店已经空了。一些储热器也装了一点。GydF4y2Ba

  1. 观察GydF4y2Ba:弹簧展开并举起群众。春天可能已经变暖了——尽管在一个小的系统中很难注意到这一点。GydF4y2Ba
  2. 讨论/解释GydF4y2Ba(简而言之——一如既往,你可以尽可能详细地研究物理过程和机制):螺旋弹簧对物体施加一个向上的力,这个力大于物体本身的重量。因此有一个向上的合力,它们加速。它们很快就能达到稳定的速度,弹簧就能把它们举起来。它也能抵抗摩擦和空气阻力,并提高机械和周围空气的温度(非常轻微)。GydF4y2Ba
  3. 能源分析GydF4y2Ba:GydF4y2Ba

    我们将在春天缠绕后选择一个开始点,当群众在顶部休息时,终点点。GydF4y2Ba

    起点:GydF4y2Ba有一个弹性储存与伤口弹簧相关联;GydF4y2Ba

    终点:GydF4y2Ba有一个与质量相关的引力存储。这个商店已经满了,而弹性商店已经空了。一些储热器也装了一点。GydF4y2Ba

通过春天的工作或改变发生了变化GydF4y2Ba工作GydF4y2Ba.更确切地说,我们可以称之为“机械加工”。GydF4y2Ba

点需要注意GydF4y2Ba

  • 使用“工作”而不是“工作”(至少在某些时候)是值得尝试的,因为它显然是活跃的,稍后会与“加热”一致。GydF4y2Ba
  • 在这个分析中(一如既往)没有动态存储的作用。质量在运动(这将在第二步中讨论),但这种运动是短暂的。GydF4y2Ba
  • 最初的温度上升是由于工作(而不是加热)引起的。GydF4y2Ba
  • 它是工作的泉水(不是'弹性能量')。工作的工作必须由施加力量的物理实体来完成。它不是由能量存储(或一种能量)完成的。IE。说出类似的东西是无益的:“弹性能量”确实努力提高群众“。GydF4y2Ba
  • 工作不是商店。或者说是一种能量。我们称之为途径。GydF4y2Ba
  • 该途径在物理讨论中具有意义(上述步骤2)或在能量分析中(步骤3)。GydF4y2Ba

更难地工作(电)GydF4y2Ba

现在让我们得到一个电路来做同样的工作。GydF4y2Ba

  1. 观察:GydF4y2Ba将电池连接到电动机驱动电动机圆,升降机。电机变热(特别是如果它长时间运行)。并且,最终,电池将耗尽。GydF4y2Ba
  2. 讨论/解释:GydF4y2Ba我将暂时保持这个讨论的简单性-它可以像你喜欢的那样参与(这里没有任何东西可以结束它)。GydF4y2Ba

    细胞中含有能在末端产生电磁场的化学物质。电动势可以推动电路周围的电荷。这些电荷已经在导线中形成了一个连续的回路。一旦电路被关闭,电荷就开始移动,它们在电机中工作,转动电机的轴。因此,电机提升质量。电荷的流动也是细胞内物质之间化学反应的一部分。这种化学反应把有用的化学物质变成不那么有用的产物。最终,发生反应的化学物质耗尽,细胞停止产生电磁场。GydF4y2Ba

  3. 能量分析:GydF4y2Ba

    我们将在接通电路之前选择一个起点,在提高质量之后选择一个终点。GydF4y2Ba

    起点GydF4y2Ba:有一个与细胞相关的化学商店。GydF4y2Ba

    终点GydF4y2Ba:化学商店已经清空了一点,并填充了引力商店(与群众相关联)已经填充了一点;而且,与电线,电动机和空气相关联的热存储器已经填充了一点。GydF4y2Ba

现在在工作的时候?GydF4y2Ba

在这种情况下,通过电池和电路电动工作。所以,说电路是合理的GydF4y2Ba工作电GydF4y2Ba,即这是工作的特殊情况。GydF4y2Ba


点需要注意GydF4y2Ba

  • 电路是电工作而不是“传输电能”。GydF4y2Ba
  • 电气工作是一种途径,其方法是机械工作是一种途径。GydF4y2Ba
  • 电流是瞬变的(同样质量的运动也是瞬变的)。GydF4y2Ba
  • 在分析中我们不需要电气存储。GydF4y2Ba

让我们更详细地探索其中一些点,因为我知道有些人感到不舒服,即没有电气存储 - 或相当于“电能” - 在此分析中。GydF4y2Ba

'电能'发生了什么事?GydF4y2Ba

我建议使用9种类型范例的通常分析应该是这样的:GydF4y2Ba

化学能源⇒电能⇒引力能量GydF4y2Ba

我们已经习惯了这一点,以至于许多人都忍不住要发明一个“电子商店”来用于新的分析。然而,尽管这是一个很难放弃的想法,有很好的理由为什么我们不需要这样一个术语,以及为什么术语“电能”在这种情况下是误导性的。它们是:GydF4y2Ba

  • 在该电路中没有物理指的“电能” - 即,在电路中移动收费存储或“携带”能量没有意义。GydF4y2Ba
  • 当然没有办法在与电流相关联的“电能”时计算。完成的工作量取决于时间 - 电路接通的时间有多长。GydF4y2Ba
  • 这是“电能”一词的错误用法。这个术语——就像我们的电/磁存储——与一个或多个电荷的分离(或它们在电场中的位置)有关。在电路中,我们只需要在考虑电容时调用电存储(这在关键阶段3不太可能发生)。GydF4y2Ba
  • 在开始和终点时关闭电路。因此,我们不需要承担指控或分发。GydF4y2Ba

因此,总结和强调一下,电荷并不储存或携带电能。相反,由于它们形成了一个连续的回路,它们使电路能够(用电)做功。GydF4y2Ba

保持一致GydF4y2Ba

该分析与我们在操作电路中的连续移动电荷的模型一致。它也与SPT的一致GydF4y2Ba绳索圈例证GydF4y2Ba这个模型。GydF4y2Ba

加热作为途径GydF4y2Ba

要完成我们的工具包,我们需要将加热的想法作为途径介绍。我将在这里非常简单地做到这一点,并在随后的帖子中返回这个想法。GydF4y2Ba

加热是热力学中的明确思想:它是在较高温度下在较高温度下从物体转移到一个较低温度的物体。如果我们可以在学校一级以类似的方式使用该术语,显然有用。GydF4y2Ba

有两种机制可以使热对象加热一个冷却器:GydF4y2Ba

  • 通过颗粒加热(当物体接触时;又名传导)GydF4y2Ba
  • 辐射加热(当它们不接触时)。GydF4y2Ba

一杯茶将通过传导和辐射加热其较冷的环境。GydF4y2Ba

所以,直接跳到能量分析(对于简洁)......GydF4y2Ba

开始GydF4y2Ba:GydF4y2Ba有与茶有关的热商店GydF4y2Ba

结尾GydF4y2Ba:GydF4y2Ba茶的储热器已经空了,而周围的储热器又充满了一点。这些途径是通过粒子加热和辐射加热。GydF4y2Ba


点需要注意GydF4y2Ba

  • “加热”这个词明确表示这是一个过程(它不是商店)。它也不听起来像它可能是商店。GydF4y2Ba
  • ing形式使其符合工作和电气工作。GydF4y2Ba

总结的途径GydF4y2Ba

我们已经讨论了四个途径:GydF4y2Ba

  • 在职的GydF4y2Ba
  • 电气工作GydF4y2Ba
  • 通过颗粒加热GydF4y2Ba
  • 加热的辐射GydF4y2Ba

这些将涵盖我们的需求,并进一步讨论GydF4y2BaSPT资源GydF4y2Ba.以下是一些要点:GydF4y2Ba

  • 路径导致能量储存被清空和填充——也就是说,它们是导致系统能量剖面变化的过程。GydF4y2Ba
  • 它们本身不是存储,因为我们无法计算与它们相关的瞬间能量。GydF4y2Ba
  • 它们通过在一段时间内发生而带来变化。GydF4y2Ba
  • 它们分为两对:加工和加热。GydF4y2Ba
  • 它们与热力学的第一定律一致 - 有两种方法改变了系统的内部能量:工作和加热:DU = DQ + DWGydF4y2Ba

总结 - 一个完整的工具包(差不多)GydF4y2Ba

我们现在有了一个完整的工具箱,可以在关键阶段3讨论能源问题——尽管我在这里略过了一些方面。它包括:GydF4y2Ba

  • 这GydF4y2Ba三步接近GydF4y2Ba讨论和分析。或者,如果您更喜欢区分物理过程和能量分析的另一种方式。GydF4y2Ba
  • 一种GydF4y2Ba一套商店GydF4y2Ba与系统储存能量的方式有关。看起来我们只需要8个人。GydF4y2Ba
  • 一组4个途径,描述了物理过程如何导致一些被清空的商店和其他填充物。GydF4y2Ba

请注意,此工具包不是模型或一组物理定律 - 尽管它与一些重要的物理法律和模型一致 - 包括我们在学校使用的一些。GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

抵制旧语言GydF4y2Ba

该资源讨论了“能源类型”的旧语言与新引进的“商店概念”之间的差异。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

抵制旧语言GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba

抵制旧语言GydF4y2Ba

在GydF4y2Ba之前的帖子GydF4y2Ba,我提出了一系列的商店,这些商店将在关键阶段3处能够讨论。GydF4y2Ba

当我们在与老师的研讨会中谈到这一点时,我们发现有两种常见的反应:GydF4y2Ba

  1. “这不是旧的'类型',但有八个而不是九?”GydF4y2Ba
  2. “声能,光能,电能和热能发生了什么?我们希望拥有与这些类型相对应的商店。“GydF4y2Ba

在这篇文章中,我将尝试解决这些评论和提示,以为上述四个旧的“类型”并不有帮助,并且在大多数情况下都是虚假的。GydF4y2Ba

这是旧的简单新的(类型的商店)吗?GydF4y2Ba

这一点是在一次讨论中提出的GydF4y2Ba我们需要什么商店?GydF4y2Ba我们只是简单地改变了语言:用'商店'替换“类型”并拥有8而不是9?当然,我不这么认为。GydF4y2Ba

首先,商店的概念与使用类型的方式是非常不同的。GydF4y2Ba

商店vs.类型:商店的基本原理GydF4y2Ba

商店故意和故意说明。它们并不意图代表物理实体 - 即某种实际商店。相反,它们代表了一个GydF4y2Ba价值GydF4y2Ba.商店就像直方图上的条形图。在GydF4y2Ba开始和结束GydF4y2Ba,我使用直方图和一组商店来分析能量变化。每个杆的高度说明了GydF4y2Ba价值GydF4y2Ba我们可以衡量或计算的数量。同样,商店内的级别说明了GydF4y2Ba价值GydF4y2Ba(和价值的变化)可计算的数量。GydF4y2Ba

虽然该数量是指物理属性(速度,温度,失真等),但没有建议商店本身是(或代表)物理实体。GydF4y2Ba

总之,商店是一种说明一个方式GydF4y2Ba价值GydF4y2Ba具有物理意义的系统属性。这个值是可以计算出来的。GydF4y2Ba

所以每个商店代表一个GydF4y2Ba的方式GydF4y2Ba在这种情况下,能量可以与一个系统(运动、温度、扭曲、场中的位置等等)相关联。GydF4y2Ba

因此,我建议GydF4y2Ba是GydF4y2Ba选择每家商店的理由。我们选择每家店是因为GydF4y2Ba

  • 它是指贡献系统总能量的系统属性(行为或状态)。例如,场中的位置、运动、失真等;GydF4y2Ba
  • 我们能够根据该属性更改计算系统的总能量的变化。例如,提升引力场中的质量,改变网球的速度,拉伸弹性带等。GydF4y2Ba

做一个例子GydF4y2Ba

让我们来看看质量的例子GydF4y2Ba通路GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

当我们抬起质量时,地球质量系统的能量增加;这是因为地球和质量之间存在有吸引力的力量,并且它们已经拉开了。GydF4y2Ba

重力存储显然不是一个物理实体。它也不是物理学的基本原理(尽管它与一种基本力有关)。它只是一种说明系统储存能量方式变化的方法。GydF4y2Ba

注意,在此示例中,上面的一般子弹是如下所示:GydF4y2Ba

  • 显然有物理指的 - 地球引力场中的质量;GydF4y2Ba
  • 我们可以计算与瞬间(MGΔH)变化相关的能量;我们可以通过简单地在该瞬间进行一些测量来实现。GydF4y2Ba

正如我们所料,上面的内容适用于我们所有的“商店”。GydF4y2Ba

对于八家商店中的每一个,有一个GydF4y2Ba计算公式GydF4y2Ba其价值的变化。我们可以通过检查或测量系统中的值来在即时(即在任何终点)上进行操作;即(更改)值取决于系统的状态,这些状态不适用于运行的时间。GydF4y2Ba

虽然学生不会在关键阶段第3阶段执行任何计算,但能够量化每个商店的变化的能力令人放心 - 当然是故意的。这意味着任何讨论,使用推理,这组商店必须植根于思考能源作为定量工具。因此,必须准备进行计算,这是我们所看到的GydF4y2Ba开始GydF4y2Ba是研究能源的主要目的。GydF4y2Ba

在9种类型范例中使用的术语和标签则不是这样。GydF4y2Ba

“失踪”的类型GydF4y2Ba

人们(可以理解)热衷于保留一些旧的“类型”能量,并给予它们同等的存储。最明显的是:声音、光、电和热。这种欲望是很自然的——很难放弃熟悉的(甚至习惯性的)语言!然而,这些术语从未获得应有的地位。它们的出现是因为“9种类型”的标签系统被用来描述和解释(或者更有可能是解释掉)现象。因此,标签系统需要一些基于能量的术语来指代非常好的物理概念:声音、光、电流和内能。新术语被发明出来,并被硬塞进了标签系统——通常是把“能量”这个词加到那些完美的物理概念上。所以我们有“声能”、“光能”、“电能”和“热能”。GydF4y2Ba

所以,而不是丰富,有意义和可减少的短语,如:GydF4y2Ba

调音叉发出声音GydF4y2Ba

我们有毫无意义的短语GydF4y2Ba

音叉释放声音能量GydF4y2Ba

同样,而不是GydF4y2Ba“植物吸收光线”GydF4y2Ba,我们听到人们谈论GydF4y2Ba“吸收光能的植物”GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

以上以能量为基础的描述并没有为人们的计算做准备。他们GydF4y2Ba声音GydF4y2Ba科学但不是:他们不提供任何洞察力的现象,他们不会降低,他们不准备学生有意义的计算。GydF4y2Ba

这些发明术语的其他问题有:GydF4y2Ba

  • 没有物理参照GydF4y2Ba
  • 它通常是对一个有用的想法的曲解(通过在最后加上“能量”)GydF4y2Ba
  • 没有用于计算瞬间的值的公式(......但无论如何为什么您想要?)GydF4y2Ba
  • 它们通常是短暂的,所以在开始和结束的分析中没有用处GydF4y2Ba
  • 它们通常要求我们考虑到时间(例如,它们代表能量值而不是能量值)GydF4y2Ba

在最后几周内,我将通过查看四种“缺失类型”来发展这些问题,并考虑为什么他们总是虚假。总而言之,我们应该从所有关于能源的讨论中放弃它们,我们当然不需要他们在经修订的范式中。因此,上面的组中没有等同的商店。GydF4y2Ba

如果我不喜欢商店的语言怎么办?GydF4y2Ba

防范酷刑小组委员会和这些博客中的所有建议都有许多重大变化。它们可以总结为:GydF4y2Ba

  1. 从能量分析中单独的解释(使用物理过程和机制)。GydF4y2Ba
  2. 在能量分析中使用开始和终点;确定这些两点之间改变的相关能量值。GydF4y2Ba
  3. 采用路径的思想来分析和量化系统能量分布在起点和终点之间的变化方式。GydF4y2Ba
  4. 只使用那些有物理参考和导致计算的标签(即去掉四种虚假类型)GydF4y2Ba
  5. 使用商店的想法来表示系统的能量轮廓而不是能量类型。后者倾向于加强能源是一种具有不同表现形式的物质GydF4y2Ba

虽然很容易专注于商店语言所带来的变化,但前四个点是更基本的提案集,它们不依赖于该语言。他们构成了一个范式,许多人认为,提高我们谈论和理解能源的想法的方式。GydF4y2Ba

商店语言的采用是不同的。它是一种教学工具。(我想)它是aGydF4y2Ba有用GydF4y2Ba教学工具,但它与新范式不可或缺。有用的原因之一是因为它是高度视觉和说明的。但另一个,重要的是,原因是它是故意新的语言,因此代表出于之前的事情。如果我们开始使用不同的语言讨论它,可能更容易改变我们对能量的看法。GydF4y2Ba

B.ut, having said that, if you don’t like the language of stores (and that is allowed – of course), and would prefer to stick to referring to ‘forms of energy’ or ‘types’ (if you must), then that is fine.

重要的变化是上面的前四点(过程v分析、起点和终点、路径和无伪类型)。你可以在不使用商店语言的情况下使用它们(这是我强烈建议的)。GydF4y2Ba

一如既往,这里的讨论是基于GydF4y2BaSPT材料GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

过程中的中间阶段(能量链和阶梯)GydF4y2Ba

在这篇文章中,我们讨论了在能量过程中包含“中间”步骤的诱惑,为什么最好避免它们,以及如何做。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

过程中的中间阶段(能量链和阶梯)GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba

这是三篇关于人们在能量分析中试图将中间阶段作为链的一部分的情况的文章中的第一篇。这些东西有时被称为“梯子”或“链条”。在这几篇文章中,我将解释为什么最好避免它们以及如何做到。GydF4y2Ba

这第一篇文章是一个概述,我在接下来的文章中扩展了一些例子GydF4y2BaHEP.GydF4y2Ba电路(如附录)。GydF4y2Ba

为什么链和梯子无济于事的原因GydF4y2Ba

当我们在学校讨论如何表示能量时,经常会出现一个问题,关于中间过程的作用,以及它们是否需要包括在能量分析中。当然,在历史上,我们把他们包括在内。因此,我们习惯于看到它们。但这并不意味着它们是必需的(用于能源讨论)或有用的。GydF4y2Ba

事实上,我认为情况正好相反。在能量分析(对于整个过程)中,中间的、短暂的存储是没有用处的。事实上,它们只会使任何讨论或活动变得复杂和混乱——尤其是对年纪较小的学生。因此,最好省略它们。GydF4y2Ba

出现这个问题的典型情况有:GydF4y2Ba

  1. 用发条马达提重物GydF4y2Ba
  2. 水电站GydF4y2Ba
  3. 照明灯泡GydF4y2Ba
  4. 汽车旅行GydF4y2Ba
  5. 加热房间GydF4y2Ba
  6. 踩一辆自行车GydF4y2Ba
  7. 一个扬声器播放音乐GydF4y2Ba

在近期的教学计划和评估中(使用类型和转换以使用的方式),对上述每一个的分析可能包括中间'类型'。例如:GydF4y2Ba

  1. 上升物体的动能GydF4y2Ba
  2. 水的动能,涡轮机等GydF4y2Ba
  3. 电路中的“电能”和储存在灯丝中的“热”GydF4y2Ba
  4. 汽车的动能,其轮子等GydF4y2Ba
  5. “热量”储存在散热器里GydF4y2Ba
  6. 链条、车轮等的动能GydF4y2Ba
  7. '声能量'GydF4y2Ba

(我用了引号来表示最好避免使用的术语)。GydF4y2Ba

包括这些中间体作为链条的一部分是引人注目的:部分是因为我们习惯了他们;部分原因是它们对设备的操作和/或基本目的似乎是重要的(或必要的)。然而,这些不是很好的理由。GydF4y2Ba

能量的作用GydF4y2Ba

在上面的所有示例中,当然,为了操作,设备必须加快速度,达到一定的温度或产生声音。关于这些正在进行的过程的机制,有丰富和有趣的物理解释。它们将包括:移动质量,平衡力,电流,电阻温度升高,电线辐射在EM光谱上,振动膜片产生声波等。GydF4y2Ba

然而,试图复制与能量有关的标签锻炼的过程,不会对现象或其过程进行任何额外的灯光。相反,它引入了武装,混乱和歧义。虽然也掩盖了潜在的物理。此外,它在理解或使用能量方面没有实现任何有用的学习结果;即,它不准备学生计算或对世界能源有意义的讨论。GydF4y2Ba

换句话说,包括中间阶段是从底层物理学的分散注意力,而不铺设任何有用的能量分析基础。因此,应该避免这种链条。GydF4y2Ba

让我们看看这如何应用到上升质量的例子中。GydF4y2Ba


A.上升的质量。GydF4y2Ba

我会很快定义这种情况。我们使用发条电机(预卷绕)将100克质量从80厘米从地板上抬到替补席。通过轻钢线将质量连接到电动机上。让我们说这需要16秒钟。GydF4y2Ba

现在,它清楚地必须移动,因为它可以从地板上抬起到替补席(在这个例子中发生时,它平均移动到平均5cm / s)。GydF4y2Ba

在一个旧的评估项目中,鉴于它正在移动,我们可能会期待一名学生说能量故事是这样的:GydF4y2Ba

弹性能、动能(加上“声能”)、引力势能(加上“热”)GydF4y2Ba

为什么这条能量链没有帮助?GydF4y2Ba

这种突出的能量阶段链是一个讲述的标志,我们将能量迫使能量成为它不合适的作用。它试图用能量存储链(或类型)复制或镜像这些过程和机制。那是无益的。以下是原因。GydF4y2Ba

包括中间店在内的连锁是:GydF4y2Ba

  • 遮掩GydF4y2Ba:它运作能量分析和隐藏所有有趣的潜在过程和机制-即物理。GydF4y2Ba
  • 误导GydF4y2Ba:这条链暗示着,不知何故,存在一个动能储存,为了填满一个重力储存,动能储存被清空。这在整个向上的过程中都在发生,也就是说,引力储存只有在能量有的时候才会被填满GydF4y2Ba通过传递GydF4y2Ba动力学商店。即,能量以某种方式GydF4y2Ba携带的GydF4y2Ba由移动的肿块。这张照片不反映体质现实。更有用的代表是指发出质量力的发条电机,因为该力正在移动,系统正在工作(机械地)以提升压力的质量。GydF4y2Ba
  • 任意的GydF4y2Ba如果我们要把动能包括在内,这将是一个任意的选择。还有其他方式可以暂时储存能量,但我们选择忽略它们。例如,支撑的电线将处于张力中。弹性存储器在开始时填充(少量),保持不变,最后清空。省略弹性存储器而包含动能存储器是完全任意的。如果我们(非常正确地)忽略弹性存储的最小能量,那么一致的方法也是在它上升时忽略动力学存储的能量。GydF4y2Ba
  • 不明意GydF4y2Ba:它没有透露关于设备运行的方式的任何有趣。它也没有实现与学习能源有关的任何积极态度。它不提供任何工具,以帮助学生思考,解释或分析情况。具体来说,它是......GydF4y2Ba
  • ...与任何计算无关GydF4y2Ba:如果我们想计算质量的速度或上升所需的时间,我们不会使用能量分析来做这件事(在任何情况下,获得的动能都不等于弹性储存的能量减少的量)。同样,我们也没有(有用的)计算来考虑动能存储清空和重力存储填充。考虑这个问题的一种方式是,由于它的移动而储存的能量不会影响最终的结果(请注意,我知道它的速度会影响最终的结果——因为增加了摩擦——但这是不同的)。GydF4y2Ba
  • 最小GydF4y2Ba:本身不是排除动能的理由;但值得注意的。它约占重力存储能量增加的0.01%。GydF4y2Ba
  • 模棱两可的GydF4y2Ba和GydF4y2Ba让人困惑GydF4y2Ba:一旦它被包括在内,还有许多其他类似规模的存储可以被包括在内。还有很多方法来包含它们。对能量分析没有明确的解决方案。以水电站为例,这一点就更明显了。对于一个学生来说,如果他被赋予了一套基本的思考工具(无论是商店还是类型),就不可能对HEP站出现的连锁商店(或任何新情况)进行推理,得出一个明确的解决方案。而且,鉴于这种情况,它也不太像物理学——它只是一种用特定的强加规则进行的标签练习。GydF4y2Ba
  • 它导致了虚假的能量形式GydF4y2Ba:已引入“声能”、“光能”、“热能”和“电能”等术语,以便在标签工作中尽量反映物理过程。这些都是没有帮助的,有些是误导性的,有些没有物理参照。GydF4y2Ba

一个更有帮助的方法GydF4y2Ba

通过试图描述具有镜像基于物理过程和机制的描述的能量故事的正在进行的过程来源。而在这样做的掩码中的物理学。一种更有用的方法是在力量和运动方面分析旅程。并保留确定正在进行的过程的开头和结束之间系统的能量分析。即,使用开始和结束点 - 以一种保持讨论简单的方式选择。GydF4y2Ba

首先,让我们来看看质量上升的机制和过程:GydF4y2Ba

机制和流程GydF4y2Ba

简而言之,电机中的螺旋弹簧对物体施加了一个力(大于重力)。不平衡力使物体运动,但在很短的时间内,系统中的摩擦力平衡了向上的合力,物体达到了最终速度。它继续以恒定的速度被拉上来。一直以来,摩擦力导致齿轮和轴的温度上升一点点,它们反过来又提高了周围环境的温度。GydF4y2Ba

这种讨论可以扩展、缩小、润色、挑战和重造,直到有一个一致的版本。因为它是基于物理学而不是对标签规则的不同解释。GydF4y2Ba

努力实现更乐于助人和优雅的能源故事?GydF4y2Ba

第一步是选择起点和终点。让我们从电机完全缠绕的点开始,物体在地板上;当它到达顶点时,选择一个终点。这使得能源问题变得更简单,不那么令人困惑,并且(我希望)更容易达成协议。GydF4y2Ba

在起点和终点之间:GydF4y2Ba

弹性储存的能量减少,重力储存的能量和热储存的能量都增加。在上升的过程中,发条电机正在机械地工作,以将物体拉起来对抗重力。齿轮的温度升高(通过工作),更热的齿轮升高(通过加热)周围的温度。GydF4y2Ba

如果你使用的是商店的语言,那么措辞又变得简单了:GydF4y2Ba

弹性存储器已经空了(一点),通过机械工作,重力存储器、热存储器(与机械有关)和与环境有关的热存储器的水平都增加了。GydF4y2Ba

在图中是这样的。GydF4y2Ba

总结建议GydF4y2Ba

  • 避免中间商店的链条。为此,将导致任意选择或设计任意(不经理)规则。GydF4y2Ba
  • 介绍开始和终点的想法,并仔细选择(或让学生选择)。GydF4y2Ba
  • 谨防尝试用一连串的能量商店复制物理故事以及它们如何联系起来。GydF4y2Ba
  • 我建议将物理描述从能量分析分开:GydF4y2Ba
    • 谈论处理物理学故事的过程和机制 - 它会有很多内容,它将永远值得讨论。这应该始终是第一步 - 以便通过过度运行能量分析的任务来丢失物理学。GydF4y2Ba
    • 介绍能量作为分析工具。定义开始和结束点很有帮助。它使我们对事件发生前后能量是如何储存的有一个明确而令人愉快的描述。GydF4y2Ba

这种方法不需要改变你代表能量的方式(即,谈论商店和途径并不是必不可少的)。但是,如果你这样做,它会很好。然后选择一个开始和结束点,使故事简单,让您允许您要在不陷入困境的情况下陷入困境的情况下。GydF4y2Ba

我已经讲了一些例子(GydF4y2BaHEP.GydF4y2Ba和电路)在以下帖子中更详细。GydF4y2Ba

而且它总是值得检查GydF4y2Ba能源上的SPT资源GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

能源链示例:水电站GydF4y2Ba

将所有内容放在一起,本资源概述了一个示例。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

能源链示例:水电站GydF4y2Ba

博客GydF4y2Ba为GydF4y2Ba

这是第二篇关于将中间商店作为无用的链条或梯子的一部分的文章。这篇文章有点像附录,我将在其中查看一个水电站的例子。所以值得一读GydF4y2Ba首先概述GydF4y2Ba.GydF4y2Ba

这里有一个简短的总结。GydF4y2Ba

快速摘要GydF4y2Ba

当过程仍然发生时,存在许多情况下有诱惑引入中间阶段的链。它们包括:GydF4y2Ba

  1. 用发条马达提重物GydF4y2Ba

  2. 水电站GydF4y2Ba
  3. 照明灯泡GydF4y2Ba
  4. 汽车旅行GydF4y2Ba
  5. 加热房间GydF4y2Ba
  6. 踩一辆自行车GydF4y2Ba
  7. 一个扬声器播放音乐GydF4y2Ba

在前面的帖子中,我看着弥撒的榜样。在最近过去的教学计划和评估中(使用类型和转换的方式,以便使用它),预计学生将重现分析,如:GydF4y2Ba

弹性能、动能(加上“声能”)、引力势能(加上“热”)GydF4y2Ba

我认为这条链子让人困惑,不符合物理规律。花时间教学生复制这样的链条是没有帮助的,因为它们是:GydF4y2Ba

  • 遮掩GydF4y2Ba:钻入标签任务的操作细节隐藏(来自学习者)有趣的物理描述;GydF4y2Ba
  • 误导GydF4y2Ba:它们对实际发生的事情描绘出一幅无益的图画;GydF4y2Ba
  • 任意的GydF4y2Ba:选择一个中间商店而不是其他商店没有物理上的理由;GydF4y2Ba
  • 不明意GydF4y2Ba:他们在物理过程上没有亮起,也没有提供任何有用的工具来讨论或使用能源思想。GydF4y2Ba
  • 与任何内容性计算无关GydF4y2Ba.GydF4y2Ba
  • 模棱两可的GydF4y2Ba和GydF4y2Ba让人困惑GydF4y2Ba.没有一种基于物理的方法可以让学生推理出他们所期望的答案。GydF4y2Ba

我还建议了分析可以更具身体和教育的方式。他们是:GydF4y2Ba

  • 将能量分析与有趣的物理故事分开;GydF4y2Ba
  • 确定能量分析的起点和终点,使之与问题直接相关。GydF4y2Ba

我将努力用其他一些例子来说明这种方法,并希望表明所得到的分析结果对学习好的物理更有帮助。首先,让我们看看HEP。在下一篇文章中,我将探讨电路。GydF4y2Ba

B.水电站GydF4y2Ba

说明链的模糊性的一个很好的例子是水电站。GydF4y2Ba

机制和流程GydF4y2Ba

物理学的故事(简而言之)是:在一天中,水从高水库滴到低水库。在这个过程中,它带动涡轮机驱动发电机,从而产生电动势。发电机的输出与国家电网相连。当有人打开水壶时,这种元件会从国家电网吸取电流,电子被迫通过它的高电阻,它的温度就会上升。然后加热元件通过加热提高水的温度。此外,在烧开水壶的过程中,系统的许多部分(包括电线、变压器和水本身)都会变热,并通过加热提高周围环境的温度。有些比特将是嘈杂的;然而,声波会被周围的环境吸收,并使其温度稍微升高。GydF4y2Ba

上面所有的段落都是关于机制和过程的。它们可能需要完善,并且每个机制都需要更多(或更少)的细节去探索(当我们讲述故事时)。但我们可能会在物理上达成一致。GydF4y2Ba

现在让我们走到能量分析。GydF4y2Ba

能源的故事GydF4y2Ba

首先,我们需要选择开始和结束点,使故事简单和说明。我建议在水壶接通之前拍摄开始点,随着水沸腾的终点。GydF4y2Ba

基本的能量故事是GydF4y2Ba

  • 在HEP站储存的能量减少(其水已经在较低的地方最终)GydF4y2Ba

  • 水壶中的水储存的能量增加(我们通过电气工作提高了其温度)。GydF4y2Ba

你可以用图形来显示这个变化:GydF4y2Ba

我们可以稍微润色一下这个故事,包括热水会(稍微)提高周围环境的温度的想法。用商店的语言来说,我们可以说:GydF4y2Ba

  • 引力商店已经清空了(一点点)GydF4y2Ba

  • 热储存中的能量(与水壶中的水相关)增加了GydF4y2Ba

  • 热存储器中的能量(与周围环境相关)也增加了。GydF4y2Ba

同样,这可以在图中表示:GydF4y2Ba

我认为,通过选择跨越所有中间考虑的起点和终点,我们可以避免模糊物理,误导学生,用任意选择和模棱两可的决定混淆他们。相反,这种方法是有启发性的,并且在其他事情中,为他们使用能源思想进行信息计算做准备。GydF4y2Ba

相比之下,从最近过去的方法,使用一系列能量和转换或转换:GydF4y2Ba

  • 朦胧GydF4y2Ba关于过程和机制的故事。通过尝试镜像物理过程,类型链实际上是一种分心,涵盖它们并解释它们。GydF4y2Ba

  • 误导。GydF4y2Ba有一个建议,为了煮沸水壶,能量必须流过系统或改变形式。或者以某种方式移动水的动能GydF4y2Ba携带GydF4y2Ba从储存器到涡轮机的能量(它没有 - 而是透射允许系统通过机械工作传输能量的力)。此外,这种类型的分析导致需要发明,并以“声能”和“电能”(并期望他们了解它们),以诸如“声能”和“电能”的能量的学生为本。GydF4y2Ba

  • 是任意的。GydF4y2Ba关于能源的“形式”的决定包括物理学的基础。学生可能包括:动能(水),动能(涡轮机),声能,电能等。列表将是(差不多)无穷无尽的。但是,可能已经遗漏了由涡轮机叶片弹性存储的能量,在压力下储存的能量,轴,线圈等的动能等重要的是,纯粹由其中包括和排除的决定审查员或问题定制者(任意)期待 - 而不是通过任何物理推理。学生将被指导,其中包括先例和习惯而不是物理推理。GydF4y2Ba

  • 是暧昧的。GydF4y2Ba我们和学生既不会达成一个令人愉快的结果。物理学不能告诉我们我们将存储能量的不同方式的确切序列。换句话说,生产链是一种纯粹是一种基于规则的标记锻炼,而不是物理学。GydF4y2Ba

  • 没有光GydF4y2Ba在GydF4y2Ba要么是物理过程或能量故事。虽然水正在移动(如涡轮机叶片)并且有声音并且存在电流,但是所有这些方面都是物理故事的一部分,并且不启发或通知能量讨论。在能量讨论中也没有在能量讨论中帮助他们理解物理过程。GydF4y2Ba

  • 分散计算GydF4y2Ba.GydF4y2Ba使用开始和终点的能量分析是计算计算的准备。它正在照亮和有趣的是计算每个:重力存储的能量,热(通过水壶的水)的能量,以及通过电气工作转移多少能量。相比之下,流动水的动能是恒定的和瞬态的;它不会通知或阐明任何计算。它的价值也不与系统中的任何有趣变化有关。GydF4y2Ba

  • 混淆了GydF4y2Ba通过以上所有;特别是通过它描绘的能量GydF4y2Ba携带的GydF4y2Ba从一个地方到另一个由系统的组成部分-特别是水流下管道。然而,这里有一个奇怪的现象:当水流经涡轮机的下半部时,它会加速。所以,事实上,它的动能会增加。因此,水作为能量载体的形象是有缺陷的,令人困惑的。GydF4y2Ba

正如我上面提到的,最好将HEP站视为一个力的发射器,并讨论通过机械工作传递的能量,而不是通过中介传递的能量。GydF4y2Ba

电路中出现类似的问题 - 在那里有诱惑绘制电路围绕电路携带能量的电荷(而不是通过电气工作转移的能量)。我会在下一个帖子中追随这一点。GydF4y2Ba

下一个GydF4y2Ba

关于能量的问题GydF4y2Ba

这些问题可用于探索学生对16岁的能源的思想,并解决英格兰的GCSE的新标准。GydF4y2Ba

活力GydF4y2Ba
能量和热物理GydF4y2Ba

问题:能源GydF4y2Ba

诊断问题GydF4y2Ba为GydF4y2Ba14-16GydF4y2Ba

这个活动是为了什么GydF4y2Ba

这些问题可用于探索学生对16岁的能源的思想,并解决英格兰的GCSE的新标准。但是,它们并不旨在取代来自奖励组织的样本材料。并且,虽然它们被设置为合级评估工具,但它们可以同样适用于形成性评估和与学生进行讨论。GydF4y2Ba

这些问题可用于三个主要目的:GydF4y2Ba

  • 评估学生在计算中运用能量概念的能力。GydF4y2Ba
  • 分析物理变化。GydF4y2Ba
  • 在能量分析揭示决策或活动的情况下构建论点。GydF4y2Ba

准备什么GydF4y2Ba

  • 问题纸的印刷副本(见下面)。GydF4y2Ba

这项活动中会发生什么GydF4y2Ba

问题的学习意图已经与可评估的学习成果(ALOs)和GCSE标准联系在一起。GydF4y2Ba

这些问题审查了我们可能希望学生能够在KS4结束时与能源思想有所关系,包括:GydF4y2Ba

  • 引力能量店GydF4y2Ba
  • 动能店GydF4y2Ba
  • 化学能存储GydF4y2Ba
  • 热能存储GydF4y2Ba
  • 效率计算GydF4y2Ba
  • 成本的计算GydF4y2Ba
  • 功率计算GydF4y2Ba
  • 能源资源GydF4y2Ba
  • 能量转移计算GydF4y2Ba
  • 具体的热容量计算GydF4y2Ba
  • 功的计算GydF4y2Ba
  • 绝缘GydF4y2Ba

试卷上有许多选择题和试题。因此,它们可以用于总结性评价、形成性评价和课堂讨论。GydF4y2Ba

文档中的一些示例问题如下所示。GydF4y2Ba

问题GydF4y2Ba:GydF4y2Ba卡路里摄入/食物GydF4y2Ba
一个骑自行车的人(和她的自行车)合计重量为62公斤。比赛的山地阶段包括总共攀登1900米到达终点。GydF4y2Ba

(一)GydF4y2Ba一种GydF4y2Ba那GydF4y2BaB.GydF4y2Ba那GydF4y2BaCGydF4y2Ba,或GydF4y2BaD.GydF4y2Ba描述了能量在爬升开始之间存储的方式变化以及它的结尾?GydF4y2Ba

能量化学存储GydF4y2Ba 能量重力存储GydF4y2Ba 能源存储热GydF4y2Ba
一种GydF4y2Ba 增加GydF4y2Ba 减少GydF4y2Ba 增加GydF4y2Ba
B.GydF4y2Ba 增加GydF4y2Ba 减少GydF4y2Ba 没有变化GydF4y2Ba
CGydF4y2Ba 减少GydF4y2Ba 增加GydF4y2Ba 没有变化GydF4y2Ba
D.GydF4y2Ba 减少GydF4y2Ba 增加GydF4y2Ba 增加GydF4y2Ba

(b)计算骑自行车的人和她的爬行之间的骑自行车者和她的自行车的能量的变化。用MJ给出你的答案。GydF4y2Ba

(c)在训练中,骑自行车的人测量她上山时的总效率为20%。GydF4y2Ba

计算在开始和结束点之间化学储存的能量的变化。GydF4y2Ba

(d)建议骑自行车的人在比赛中消耗食物,以使化学存放在体内的能量。她最喜欢的被称为'能量zap凝胶'。由一个小袋存储的能量为365 kJ。GydF4y2Ba

计算她在爬山期间应该消耗多少小袋。GydF4y2Ba

问题的答案GydF4y2Ba:GydF4y2Ba卡路里摄入/食物GydF4y2Ba
(广告GydF4y2Ba

(b)引力潜在能量的变化GydF4y2Ba
=质量×引力场强(g)×高度GydF4y2Ba
=GydF4y2BamGydF4y2Ba×GydF4y2BaGGydF4y2Ba×GydF4y2BaHGydF4y2Ba= 62千克×10 n / kg×1,900米GydF4y2Ba
= 1,178,000 j = 1.2 mjGydF4y2Ba

(c)效率=GydF4y2Ba能量储存的引力GydF4y2Ba能量储存化学GydF4y2Ba=GydF4y2Ba1.2 MJGydF4y2Ba能量储存化学GydF4y2Ba=GydF4y2Ba20.GydF4y2BaOne hundred.GydF4y2Ba
化学储存能量=GydF4y2BaOne hundred.GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba×1.2 mj = 6.0 mjGydF4y2Ba

(d)化学店的耗尽= 6.0 MJGydF4y2Ba
每个Sachet将通过365 kj重新填充它GydF4y2Ba
sachets =GydF4y2Ba6.0 MJ.GydF4y2Ba365 KJ.GydF4y2Ba= 16.4 = 17包GydF4y2Ba

问题GydF4y2Ba:GydF4y2Ba汽车/火车比较GydF4y2Ba
电动火车由一组电动机供电。在旅程中持续45分钟,覆盖50公里的距离,这些电机的总电量为920 kW。GydF4y2Ba

(a)计算旅途中传递的能量。用MJ给出你的答案。GydF4y2Ba

(b)由燃气发电站发电。配电网络的效率是80%。在发电站,气体和氧气的作用就像一种能量的化学储存。GydF4y2Ba

计算一下这趟旅程消耗了多少化学物质。GydF4y2Ba

(c)当它充满时,火车带有480名乘客。计算每次乘客的旅程耗尽了化学商店。GydF4y2Ba

(d)用于在类似50公里的旅程中携带单个乘客的小型汽油动力汽车。这种运输方式的化学商店是燃料加氧。该化学品储存了每升燃料34 MJ。GydF4y2Ba

在旅途中,汽车燃烧3.6升燃料。计算这段旅程耗尽了化学商店。GydF4y2Ba

(e)使用您对部件(c)和(d)的答案,讨论哪种类型的运输,火车或汽车,在运输乘客方面更节能。GydF4y2Ba

问题的答案GydF4y2Ba:GydF4y2Ba汽车/火车比较GydF4y2Ba
(a)通过电气工作转移的能量=功率×时间GydF4y2Ba
= 920×103 w×(45×60)sGydF4y2Ba
= 2480乔丹GydF4y2Ba

(b)效率=GydF4y2Ba有用的能量输出GydF4y2Ba总能量GydF4y2Ba=GydF4y2Ba通过电气工作转移的能量GydF4y2Ba能量储存化学GydF4y2Ba=GydF4y2Ba2380年乔丹GydF4y2Ba总能量GydF4y2Ba=GydF4y2Ba80GydF4y2BaOne hundred.GydF4y2Ba

化学商店的能量=GydF4y2BaOne hundred.GydF4y2Ba80GydF4y2Ba× 2,480 mj = 3,100 mjGydF4y2Ba

(c)每次乘客的能量=GydF4y2Ba3100年乔丹GydF4y2Ba480名乘客GydF4y2Ba= 6.46 MJ /乘客GydF4y2Ba

(d) 34 MJ/升× 3.6升= 122 MJ。这是给一位乘客的。GydF4y2Ba

(e)数字表明,在能源成本方面比这次旅程(约20次)的能源成本更有效;GydF4y2Ba
火车并不总是满是,因此其能源成本将大于计算的数字。GydF4y2Ba
汽车可以承载一个以上的人,所以当满时,每名乘客的能源成本将小于计算的数字。GydF4y2Ba
全驾车比全培训大约需要五倍的能量成本。GydF4y2Ba

问题GydF4y2Ba:当用手揉在一起时,它们的温度上升。其中哪一个描述了导致温度升高的过程?GydF4y2Ba

  1. 针对摩擦力的工作提高了表面温度。GydF4y2Ba
  2. 热是由摩擦产生的。GydF4y2Ba
  3. 摩擦力转换工作在他手中加热。GydF4y2Ba
  4. 化学能转换成热能。GydF4y2Ba

问题的答案GydF4y2Ba:一个GydF4y2Ba

问题GydF4y2Ba:打开电水壶1分钟。这所房子由一个燃气发电站供应。GydF4y2Ba
(i)下列哪项描述了水壶煮沸后能量储存方式与煮沸前相比的变化?GydF4y2Ba

  1. 电力已被用来增加系统中的能量。GydF4y2Ba
  2. 电能减少以产生声音和热量。GydF4y2Ba
  3. 太阳能用于产生电力,转化为热量。GydF4y2Ba
  4. 储存的化学物质已经消耗殆尽,而储存的热能却增加了。GydF4y2Ba

(ii)以下哪项描述了电路中的能量过程?GydF4y2Ba

  1. 电在电热元件中产生热量。GydF4y2Ba
  2. 电路通过传递能量来提高元件和水的温度。GydF4y2Ba
  3. 在加热水的元件中存在化学反应。GydF4y2Ba
  4. 该元素会产生能量,从而进入水中。GydF4y2Ba

问题的答案GydF4y2Ba:GydF4y2Ba
(IDGydF4y2Ba
(ii)bGydF4y2Ba

将这些问题的学习意图与可评估的学习结果(包括GCSE标准为准这些问题的表包含在下面的可下载问题中。GydF4y2Ba

IOP域物理CPD程序GydF4y2Ba

空间CPD视频GydF4y2Ba

我们的新视频为您提供了物理学的教师和教练,我们提供的培训预览我们提供的培训我们提供的培训。GydF4y2Ba

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