Государственный колледж технологии и управления «Колледжный комплекс» Московской области Молекулярно кинетическая теория газа Преподаватель Ильина Татьяна Васильевна Электроугли

Тема 1. Основы молекулярно кинетической теории Идеальный газ: законы и процессы Графические задачи на применение газовых законов Индивидуальные и домашние задания

Рекомендации к выполнению задания Задания выполняются в специальной тетради После проверки задания - обсуждения результатов Ответы учитываются при выставлении общей оценки

Задание Провести анализ газовых законов Указать закон Описать изменения основных параметров Изобразить процессы в координатах:(p, V), (p, T), (V,T)

изотерма изобара изохора Изобразить процесс в цвете: изотерма – красный цвет изобара– синий цвет изохора – зелёный цвет

Процесс V Р V Р V T1T1 TT 3

V T1T1 TT 3 Участок 1- 2 Изотермическое сжатие газа Участок 2 – 3 Изобарное нагревание газа Участок 3 – 4 Изотермическое расширение газа Участок 4 – 1 Изобарное охлаждение газа Анализ процесса

Диаграммы процессов Диаграммы процессов в координатах p,V; p,T; V, T Рисунок 1 Рисунок 2 Рисунок 3

Диаграмма процессов в координатах p,V Рисунок 1

Диаграмма процессов в координатах p,T Рисунок 2

Диаграмма процессов в координатах V,T Рисунок 3

Диаграмма процессов в координатах p,T (рекомендации построения) Чтобы определить, как изменился объём газа, следует провести на чертеже изохоры, проходящие через начальную и конечную точки процесса – 1 и 2, 3 и 4

Точка 1 лежит на изохоре, идущей под меньшим углом 1 к оси абсцисс (О Т), чем изохора, проходящая через точку 2 Следовательно, в точке 1 газ занимал больший объём, чем в точке 2 (V 2 V 1 ), то есть газ сжимался

Точка 4 лежит на изохоре под меньшим углом, чем изохора, проходящая через точку 3. Следовательно, в точке 4 газ занимал больший объём – газ расширялся (V 4 V 3 )

ЗАВИСИМОСТЬ ДАВЛЕНИЯ ГАЗА ОТ ОБЪЁМА ДЛЯ ОПРЕЛЕЛЁННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ Выберем произвольную температуру Т 1 (процесс 1 – 2) и найдём давление для изохор 1 и 2. Видно, что при данной температуре: p 2 p 1, следовательно, V 2 V 1, то есть чем больше давление газа, тем меньше его объём. Таким образом, 1 процесс происходит при большем объёме V 1 V 2

Процесс 3 – 4 анализируем аналогичным способом. Давление газа при температуре Т 3 : p 4 p 3, следовательно V 4 V 3

Вопросы при защите задания 1. Во сколько раз объём V 3 больше объёма V 2 и во сколько раз температура T 3 больше температуры T 2 ? Соответствует ли такое изменение V и T закону процесса перехода 2 – 3? 2. С помощью какой диаграммы и как графически определить работу газа в цикле 1– 2– 3 – 4 –1?

3. Запишите первое начало термодинамики для процессов 1 – 2 и 3 – 4. Чем отличаются эти процессы с точки зрения первого начала термодинамики? 4. Какие процессы в данном цикле протекают с поглощением тепла, а какие с её выделением?

Ответы 1. С помощью линейки измеряем на диаграмме V,T отрезки OV 3, OV 2, OT 2, находим их средние значения, которые в соответствующем масштабе (например м 3 /см и К /см) определяют значения объёмов V 3 и V 2 и температур T 3 иT 2. Находим отношения V 3 / V 2 2,5 и T 3 / T 2 2,5, откуда получаем V 2 / T 2 = V 3 / T 3, что соответствует постоянству отношения объёма к температуре – закону Гей – Люссака: V / T = const. 2. Работа газа в цикле 1 – 2 – 3 – 4 графически определяется по графикам в координатах p,V: элементарная работа газа подсчитывается по формуле А = p V; полная работа газа А = А и определяется площадью ограниченной

Литература 1. П. И. Самойленко, А. В. Сергеев Физика 11 –е издание, М. Академия Библиотека «Первое сентября» Я иду на урок физики Молекулярная физика М. 2002