Презентация к уроку "Первый закон термодинамики"

Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах.

В изобарном процессе ( p  = const)

Работа, совершаемая газом, выражается соотношением

p- давление

V1,V2- объем в начальном и конечном состояниях соответственно

A = p (V 2  – V 1 ) = p ΔV

 0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу. При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U   При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U   При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U   При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U   При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U   " width="640"

Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах.

Первый закон термодинамики для изобарного процесса :

Q = U (T 2 ) – U (T 1 ) + p (V 2  – V 1 ) = ΔU + p ΔV

• При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу.
• При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу.
• При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу.
• При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу.
• При изобарном расширении Q   0 – тепло поглощается газом, и газ совершает положительную работу.

При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U  

• При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U  
• При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U  
• При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U  
• При изобарном сжатии Q  A  T 2 T 1 ; внутренняя энергия убывает, Δ U  

Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах.

В изотермическом процессе ( T=const) следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, Δ U = 0.

Количество теплоты Q , полученной газом в процессе изотермического расширения, превращается в работу над внешними телами. При изотермическом сжатии работа внешних сил, произведенная над газом, превращается в тепло, которое передается окружающим телам.

Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением

Q = A

Количество теплоты Q, полученной газом в процессе изотермического расширения,

превращается в работу над внешними телами.

Адиабатический процесс

Модель. Адиабатический процесс

В адиабатическом процессе Q = 0; поэтому первый закон термодинамики принимает вид

A = –ΔU

. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии.

 0); поэтому его внутренняя энергия уменьшается (Δ U  (A  0) (Δ U  " width="640"

Семейства изотерм (красные кривые) и адиабат (синие кривые) идеального газа

На плоскости ( p ,  V ) процесс адиабатического расширения (или сжатия) газа изображается кривой, которая называется адиабатой . При адиабатическом расширении газ совершает положительную работу ( A   0); поэтому его внутренняя энергия уменьшается (Δ U  

(A  0) (Δ U 

В координатах (p, V) уравнение адиабатного процесса имеет вид

pV γ  = const

Это соотношение называют уравнением Пуассона . Здесь γ = Cp / CV – показатель адиабаты, Cp и CV – теплоемкости газа в процессах с постоянным давлением и с постоянным объемом.

Работа газа в адиабатическом процессе просто выражается через температуры T 1 и T 2 начального и конечного состояний

A = C V  (T 2  – T 1 )

Расширение газа в пустоту

. В этом процессе Q = 0, т.к. нет теплообмена с окружающими телами, и A = 0, т.к. оболочка недеформируема.

Из первого закона термодинамики следует: Δ U = 0, т. е.

внутренняя энергия газа осталась неизменной.

Закрепление знаний,умений,навыков .

Ответьте на вопросы:

1)        

а ) п ри быстром сжатии газа температура его повысилась.Можно ли сказать,что

     - газу сообщено некоторое количество теплоты ?      

- в нутренняя энергия газа увеличилась ?

 

б) м ожно ли передать газу некоторое количество теплоты,не вызывая при этом повышения его температуры ?

Закрепление знаний,умений,навыков.

Используя уравнение первого закона термодинамики,запишите формулу для расчета внутренней энергии в каждом случае.

Ответы:

Δ U=A+Q

Δ U=Q

Δ U=Q-A’

Закрепление знаний,умений,навыков.

Выберите правильный вариант ответа.

Ответы.

Изобарный- изменяются

параметры V,T

Изохорный - A=0

Изотермический-изменяются

параметры p,V

Адиабатный - Q=0

Домашнее задание

Параграф 26-28

повторить КПД теплового двигателя (“Физика 8”); превращение энергии и использование машин (“Физика 9”).

Использован

учебник

электронный