Нововолинський ліцей-інтернат

Волинської обласної ради

Мета:

формувати вміння учнів застосовувати перший закон термодинаміки до ізопроцесів;

ввести поняття адіабатного процесу.

Завдання №1 Продовжити речення:

1. Термодинаміка це …

2. Засновники термодинаміки …

3. Внутрішня енергія тіла це …

4. Внутрішню енергію тіла можна змінити … (способи зміни ?)

5. Існують такі способи теплопередачі…

6. Є такі формули для розрахунку кількості теплоти …

І. Які процеси зміни стану ідеального газу ви знаєте?

1. Т=const

Ізотермічний

2. P=const

Ізобарний

3. V=const

Ізохорний

ІІ. Як графічно визначається робота при розширенні газу ?

Робота чисельно рівна площі під графіком процесу на діаграмі (p, V).

ІІІ. На малюнку зображено три різні процеси, що переводять газ із стану (1) в стан (2). У якому випадку газ виконує найбільшу роботу?

Завдання №2 Задача

Яку роботу виконав 1 моль повітря під час ізобарного нагрівання на 20 К ?

=1моль

∆Т=20 К

А-?

Робота газу в ізобарному процесі А=р∆V.

Запишемо рівняння Мендєлєєва-Клапейрона для початкового і кінцевого станів газу :

11 RTμ

mpV 22 RT

mpV

Отже TRm

TTRm

VVpA

)()( 1212

Так як

m

то TRA

ДжККмоль

ДжмольA 2,1662031,81

Відповідь. Газ виконав роботу 166,2 Дж

Перший закон термодинаміки

(загальний вигляд)

∆∆UU==Q Q +А+А'' Q=∆UQ=∆U+А+А

АА''=-А=-А

Робота виконана системою над зовнішніми силами (вважається від’ємною)

Робота виконана зовнішніми силами над системою (вважається додатною)

задача

1. Ізотермічний процес

При ізотермічному процесі температура газу , не змінюється,

відповідно не змінюється і внутрішня

енергія газу .

ΔU = 0.

Перший закон термодинаміки для

ізотермічного процесу записується

Q = A

2. Ізобарний процес При ізобарному процесі

А = р∆ V

Q = ∆U+p∆VПерший закон

термодинаміки для ізобарного процесу

записується

3. Ізохорний процес

V=const

Оскільки ∆V=0 то А=0

Перший закон термодинаміки для ізохорного процесу

записуєтьсяQ = ∆U

4. Адіабатний процеспроцес зміни стану газу , який відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем

Q=0

Перший закон термодинаміки для

адіабатного процесу записується

∆U=-A

Процес зміни стану

газу

Одержана кількість

теплоти, Q

Виконана

pобота, A

Зміна внутрішньої енергії, ∆U

Перший закон

термодина-міки

Формулювання першого закону ТД

Ізотермічне розширення

Т=const

Q>0 A>0 ∆U=0 Q=A Уся передана газу кількість теплоти йде на виконання ним роботи

Ізобарне розширення

P=const

Q>0 A>0 ∆U>0 Q=∆U+A Підведена до газу кількість теплоти йде на зміну його внутрішньої

енергії і виконання роботи

Ізохорне нагрівання

V=const

Q>0 A=0 ∆U>0 Q=∆U Уся підведена до газу кількість теплоти йде на зміну його внутрішньої

енергії

Адіабатне розширення

Q=0 A>0 ∆U<0 A=- ∆U При розширенні газу виконується робота за рахунок внутрішньої

енергії газу

Завдання №3 Задача

Для ізобарного нагрівання 800 моль одноатомного газу на 500 К було затрачено 9,4 МДж теплоти. Визначити роботу газу та зміну внутрішньої енергії.

Відповідь: ∆U∆U=5 МДж , А=4,4 МДж=5 МДж , А=4,4 МДж

А-? ∆U-?

=800 моль

∆Т=500 К

Q=9,4 МДж

Запишемо перший закон термодинаміки Q=∆UQ=∆U+А (1)+А (1)

Зміна внутрішньої енергії одноатомного газу TRU 2

3

ДжККмоль

ДжмольU 610550031,8800

2

3

З рівняння 1 визначимо роботу газу АА= Q = Q --∆U∆U

ДжДжДжA 666 104,4105104,9

Завдання №4 Встановити відповідність означеннями і назвами фізичних величин.

1. Вміст водяної пари в 1 метрі кубічному повітря

2. Температура, за якої водяна пара стає насиченою

3. Кількість теплоти , яку одержує 1 кг речовини в разі зміни її температури на 1 К

4. Кількість теплоти, необхідна для перетворення за сталої температури 1 кг рідини в пару

А. Абсолютна вологість

Б. Питома теплоємність

В. Питома теплота пароутворення

Г. Відносна вологість

Д. Точка роси

А Б В Г Д

1

2

3

4

Х

Х

Х

Х

Варіант №11. Ідеальний газ виконав роботу 400 Дж і при

цьому його внутрішня енергія збільшилась на 100 Дж. Яку кількість теплоти отримав чи віддав газ у цьому процесі?

А) газ отримав 500 Дж; Б) газ отримав 300 Дж; В) газ віддав 500 Дж; Г) газ віддав 300 Дж.

2. На графіку показано процес зміни стану одноатомного газу. Газ віддає 500 кДж теплоти. Робота зовнішніх сил дорівнює

А) 0 кДж; Б) 25 кДж; В) 50к Дж; Г) 100 кДж.

3. Яка умова з наведених нижче виконується при адіабатному розширенні газу?

А) Q=-A; Б) Q=A’; В) A=0; Г) A’=0; Д) ∆U=0; Е) Q=0.

Варіант №2 1. Ідеальний газ отримав 300 Дж теплоти і

його внутрішня енергія збільшилась на 100 Дж. При цьому: А) газ виконав роботу 400 Дж; Б) газ виконав роботу 200 Дж; В) над газом виконали роботу 400 Дж; Г) над газом виконали роботу 200 Дж.

2. На графіку показано процес зміни стану одноатомного газу. Газ виконує роботу 3 кДж. Яку кількість теплоти отримав газ?

А) 1 кДж; Б) 3 кДж; В) 4 кДж; Г) 16 кДж.

Яка умова з наведених нижче виконується при адіабатному стисканні газу?

А) Q=-A; Б) Q=A’; В) A=0; Г) A’=0; Д) ∆U=0; Е) Q=0.

Вивчити § 42

Повторити § 37- 41

Назад