Первый закон термодинамики Дома: §80, 81, 3 упр. 15. - презентация

1 Первый закон термодинамики Дома: §80, 81, 3 упр. 15

2 Анализ результатов опытов и наблюдений природных явлений, выполненных к середине XIX века, привел немецкого ученого Р.Майера, английского ученого Д-Джоуля и немецкого ученого Г.Гельмгольца к выводу о существовании закона сохранения энергии: При любых взаимодействиях тел энергия не исчезает бесследно и не возникает из ничего. Энергия только передается от одного тела к другому или превращается из одной формы в другую.

3 Рассмотрим три тела Q A При теплопередаче количества теплоты Q внутренняя энергия тела 2 изменится на U 2 = - Q, а внутренняя энергия тела 3 в результате совершения работы изменится на U 3 = - A. В результате теплопередачи и механического взаимодействия внутренняя энергия каждого из трёх тел изменится, но в изолированной термодинамической системе, в которую входят все три тела, внутренняя энергия остаётся неизменной.

4 Изменение внутренней энергии системы, при переходе ее из одного состояния в другое, равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданной системе: U = A + Q Часто вместо работы внешней силы над системой А рассматривают работу системы А', A' = - A, получаем Q = U + A' Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами. Часто вместо работы внешней силы над системой А рассматривают работу системы А', A' = - A, получаем Q = U + A' Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами. Q = U + A'

5 1. Изотермический процесс. При изотермическом расширении и сжатии температура газа не меняется. T = const, U = 0; Q = A' Если Q > 0 система получает тепло ; A' > 0 газ совершает положительную работу. Q 0. Работа внешних сил положительна.

6 2. Изохорный процесс. V- пост. V = 0, A' = P V = 0, A' = 0 U = Q, Q > 0, U > 0 - увеличивается Q < 0, U < 0 - уменьшается Изменение внутренней энергии равно количеству теплоты.

7 3. Изобарный процесс. P - пост. При нагревании газа ( передача ему количества теплоты ) происходит увеличение внутренней энергии и совершение работы расширения Q = U + A' = U + P V При изобарном сжатии газа необходимо внешним силам совершить работу, чтобы давление осталось постоянным. Газ должен отдать окружающим телам некоторое количество теплоты Q > A ( при сжатии ) U = A - Q Q = A - U, U < 0

8 4. Адиабатный процесс Q = 0 Адиабатным называется процесс изменения объема и давления газа при отсутствии теплообмена с окружающими телами. Быстро текущие процессы могут быть близки к адиабатным, если время за которое происходит изменение объема газа, значительно меньше времени, необходимого для установления теплового равновесия газа с окружающими телами. Q = 0, U = -A' U - увеличение при сжатии U = A U - уменьшение при расширении Температура воздуха при адиабатном расширении понижается. Опыт: с вылетающей из бутылки пробки, содержащей насыщенный водяной пар, при накачивании в нее воздуха, в ней образуется туман. Примеры : а) сжатие воздуха в воздушном огниве (опыт); б) сжатие воздуха в дизеле; в) образование облаков.

9