Составитель преподаватель физики ГУНПО ПЛ 13 Кольцова Евгения Владимировна Г.Магнитогорск 10 класс

Фронтальный опрос 1. Дать определение внутренней энергии. 2. Способы изменения внутренней энергии. 3. Как определить работу,совершенную газом при его расширении ? 4. Как с помощью графика в координатах ( p,V ) определить работу по изменению состояния газа ? 5.Что называют количеством теплоты ? Подготовка к восприятию нового материала

Содержание 1-ого закона термодинамики Применение 1-ого закона термодинамики к изопроцессам в газах Адиабатический процесс Необратимость процессов в природе План урока

Обмен энергией между термодинамической системой и окружающими телами в результате теплообмена и совершаемой работы

Изменение Δ U внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы A внешних сил и количества теплоты Q, переданного системе Первый закон термодинамики ΔU = Q + A

Q = ΔU + A Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами. Вторая запись первого закона термодинамики

Виды изопроцессов

Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах. В изохорном процессе ( V = const ) Газ работы не совершает, А=0

Здесь U (T1) и U (T2) – внутренние энергии газа в начальном и конечном состояниях. Q = ΔU = U (T 2 ) – U (T 1 ) Первый закон термодинамики для изохорного процесса

Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах. В изобарном процессе (p = const)

Работа, совершаемая газом, выражается соотношением A = p (V 2 – V 1 ) = p ΔV p-давление V1,V2- объем в начальном и конечном состояниях соответственно

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

Применим первый закон термодинамики к изопроцессам в газах. В изотермическом процессе (T=const) следовательно, не изменяется и внутренняя энергия газа, Δ U = 0.

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. газ совершает работу за счет убыли его внутренней энергии. A = –ΔU

Семейства изотерм (красные кривые) и адиабат (синие кривые) идеального газа (A > 0) (Δ U < 0)

В координатах (p, V) уравнение адиабатного процесса имеет вид уравнением Пуассона. 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. pV γ = const

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. 1) а) при быстром сжатии газа температура его повысилась.Можно ли сказать,что - газу сообщено некоторое количество теплоты ? - внутренняя энергия газа увеличилась ? б) можно ли передать газу некоторое количество теплоты,не вызывая при этом повышения его температуры ? Ответьте на вопросы:

Δ U=A+Q Δ U=QΔ U=Q-A Используя уравнение первого закона термодинамики,запишите формулу для расчета внутренней энергии в каждом случае. Закрепление знаний,умений,навыков. Ответы:

Ответы. Изобарный- изменяются параметры V,T Изотермический- изменяются параметры p,V Изохорный - A=0 Адиабатный -Q=0 Выберите правильный вариант ответа. Закрепление знаний,умений,навыков.

Домашнее задание повторить КПД теплового двигателя (Физика 8); превращение энергии и использование машин (Физика 9). Параграф 26-28

Использован учебник электронный