Основная: БуховцевБ.Б Мякишев Г.Я. ФИЗИКА 10 класс
Специальность: 21.02.11(ТЕО) 23.02.03(ТОРА) Учебная дисциплина: ОУД.15 (комбинированное занятие)
Тема: ‘’ Внутренняя энергия термодинамической системы. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.’’
Цель занятия: сформировать понятие термодинамической системы, её
Внутренней энергии. Сформулировать первый закон термодинамики правила применения закона к изопрцессам. Обеспечить знание основных терминов и формул темы.
Планируемые результаты обучения
Студент должен знать: понятие термодинамической системы, внутренней энергии, первый закон термодинамики.
Студент должен уметь:применятьпервый закон термодинамики для решения задач.
Ход занятия
Изучите лекцию по теме: Внутренняя энергия термодинамической системы. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.
План лекции:
- внутренняя энергия газа
- термодинамическая система
- первый закон термодинамики
- применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газах .
Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам. Адиабатный процесс
1. Внутренняя энергия и ее изменение. 2. Работа в термодинамике. 3. Первый закон термодинамики. 4. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам.
Каждое тело имеет вполне определенную структуру, оно состоит из частиц, которые хаотически движутся и взаимодействуют друг с другом, поэтому любое тело обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия — это величина, характеризующая собственное состояние тела, т.е. энергия хаотического (тепло вого) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, ионов) и энергия взаимодействия этих частиц Внутренняя энергия одноатомного идеального газа оп ределяется по формуле
|
|
.
Внутренняя энергия тела может изменяться только в результате его взаимодействия с другими телами. Существует два способа изменения внутренней энергии: теплопередача и совершение механической работы (например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждение при расширении).
Теплопередача — это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопередача бывает трех видов: теплопроводность (непосредственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела); конвекция (перенос энергии потоками жидкости или газа) и излучение (перенос энергии электромагнитными волнами). Мерой переданной энергии при теплопередаче является количество теплоты ( ).
|
|
Эти способы количественно объединены в закон сохранения энергии, который для тепловых процессов читается так: изменение внутренней энергии шмкнутой системы равно сумме количества теплоты, переданной системе, и работы внешних сил, совершенной над системой. , где — изменение внутренней энергии, — количество теплноты, переданное системе, — работа внешних сил. Моли система сама совершает работу, то ее условно обозначают . Тогда закон сохранения энергии для тепловых процессов, который называется первым законом термодинамики, можно записать так: , т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение системой работы и изменение ее внутренней энергии.
При изобарном нагревании газ совершает работу над внешними силами , где и — начальный и конечный объемы газа.
Если процесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигуры ABCD, заключенной между линией, выражающей зависимость , и начальным и конечным объемами газа (рис. 13).
Рассмотрим применение первого закона термодинамики к изопроцессам, происходящим с идеальным газом.
В изотермическом процессе температура постоянная, следовательно, внутренняя энергия не меняется. Тогда уравнение первого закона термодинамики примет вид: , т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому температура не изменяется.
|
|
В изобарном процессе газ расширяется и количество теплоты, переданное газу, идет на увеличение его внутренней энергии и на совершение им работы: .
При изохорном процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не совершается, т. е. , и уравнение первого закона имеет вид , т.е. переданное количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа.
Законспектируйте лекцию
3. Решите письменно задачи:
1. Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного газа при 27С0?
2. Какую работу совершает кислород массой 320г при изобарном нагревании на 10К?
Рекомендуемая литература
Основная: БуховцевБ.Б Мякишев Г.Я. ФИЗИКА 10 класс
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!