Составитель: Пестрецова И.В., учитель физики МБОУ «В-Чебулинская СОШ» урок физики в 10 классе

II век нашей эры. Паровая турбина внешнего сгорания. Геронов шар.

– это устройство, преобразующее внутреннюю энергию в механическую работу. Тепловой двигатель

Р 1 2Р 0 Р 0 0 V 0 2V 0 V VhVh

Р 1 2 2Р 0 Р 0 0 V 0 2V 0 V VhVh VhVh

VhVh Р 1 2 2Р 0 Р 0 0 V 0 2V 0 V VhVh

VhVh Р 1 2 2Р 0 Р 0 0 V 0 2V 0 V

Р 1 2 2Р 0 Р 0 0 V 0 2V 0 V VhVh VhVh

Основные элементы тепловой машины: Нагреватель Рабочее тело Холодильник

Принцип действия теплового двигателя Рабочее тело от нагревателя получает количество теплоты Q 1. Часть этой энергии расходуется на совершение работы А. Часть тепла (Q 2 ) передаётся холодильнику. нагреватель Q1Q1 холодильник Рабочее тело А'А' Q2Q2 T1T1 T2T2

КПД теплового двигателя η – КПД, % Q н - количество теплоты, полученное от нагревателя, Дж Q х -количество теплоты, переданное холодильнику, Дж А – работа газа, Дж

французский физик и математик ( гг) Сади Карно доказал, что нет устройства, работающего с кпд больше, чем кпд идеальной тепловой машины

Цикл Карно Р V (изотерма) газ совершает положительную работу А=Q 2-3 (адиабата) газ совершает положительную работу) 3-4 (изотерма) работа газа отрицательна 4-1 (адиабата) работа газа отрицательна Работа газа (цикл работы идеальной тепловой машины)

Рекомендации: Работать с графиками в координатах Р(V). Для самой нижней левой точки вводить Р о, V о, для остальных точек Р и V выражать через Р о, V о. Стараться не обозначать на графиках постоянные давление и объём через Р и V. До последнего всё вести в Р о, V о. С помощью вспомогательных адиабат определять Q +. Применять 1-й ЗТД сразу для нескольких процессов и всего цикла (ΔU=0). Для циклов строить вспомогательную таблицу для Q, ΔU, A

Ответить на вопрос 1234

2134

1234

123456

523416

423156

1234

2143

Задача 1. Идеальный газ массой m = 20 г и молярной массой M = 28 г/моль совершает замкнутый процесс. Температура в точках 1 и 2 равна: T 1 = 300 К; Т 2 = 496 К. Найти работу газа за цикл. Дано: m = 20 г M = 28 г/моль T 1 = 300 К Т 2 = 496 К А-? P P 2 P 1 0 V 0 2V 0 V VTP 1-2= 2-3= 3-4= 4-1=

Задача 2. Идеальный газ используется как рабочее тело в тепловой машине, работающей по циклу 1-2-3, состоящему из адиабатического расширения 1-2, изотермического сжатия 2-3 и участка 3-1 линейной зависимости давления от объёма. За цикл машина совершает работу A, КПД цикла равен η. Найти работу, совершаемую над газом в изотермическом процессе? Дано: Решение: А η А 23 -? QΔUΔUA 1-20-(3/2)νR(T 1 - T 2 ) (3/2)νR( T 1 -T 2 ) 2-3A A+A 23 (3/2)νR(T 1 - T 2 ) ΣA0A

Задача 3 Тепловая машина работает по циклу, состоящему из процесса 12 прямой пропорциональной зависимости давления Р от объёма V, адиабатного расширения 23 и изотермического сжатия 31. Её рабочим телом является газообразный гелий в количестве ν=2 моль. КПД тепловой машины равен η=20%. Работа над газом в процессе 31 равна A=1600 Дж. Какую работу совершает тепловая машина за один цикл работы? Ответ выразить в Дж. Определить разность максимальной и минимальной температур газа в цикле. Ответ выразить в К, округлить до целого значения.

Решение: По определению КПД: Q + Q=0 Q -

Из графика видно, что Т 2 =Т max, T 1 =T 3 =T min. Для участка 1-2: С учетом уравнения Менделеева - Клапейрона Согласно первому закону термодинамики

30 §82 прочитать, записи выучить, упр 15 (11,12) решить Домашнее задание