II уровень. Вспомним основные положения теории
Nbsp; ФИЗИКА. 11 класс. Задание № 40 Тема: Первое начало термодинамики. Теплоемкость газа. Адиабатный процесс
I уровень. Познакомимся с параграфом
1. Первое начало термодинамики
Первое начало термодинамики – один из двух основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для систем, в которых существенное значение имеют тепловые процессы.
Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого ученого Ю. Р. Майера, английского физика Дж. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца.
Согласно первому началу термодинамики термодинамическая система может совершать работу только за счет своей внутренней энергии или каких-либо внешних источников энергии.
При сообщении термодинамической системе некоторого количества теплоты 
в общем случае изменяется ее внутренняя энергия на 
и система совершает работу 
: 
.
Количество теплоты, сообщенное системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии и на работу, совершаемую системой против внешних сил.
С учетом того, что работа внешних сил 
противоположна работе системы ( 
), первое начало термодинамики можно переписать в виде: 
.
Изменение внутренней энергии системы равно сумме сообщенного ей количества теплоты и работы, произведенной над системой внешними силами.
· Вечный двигатель первого рода – устройство, которое может совершать полезную работу, превышающую затраченную, т.е. имеющее коэффициент полезного действия 
.
|
|
|
Первый закон термодинамики утверждает, что невозможно построить такой периодически действующий двигатель, который совершил бы работу большую, чем энергия, которая подводится к двигателю извне: вечный двигатель первого рода невозможен.
Действительно, если в периодически действующем двигателе газ, пар или другое рабочее тело совершает круговой процесс, то изменения его внутренней энергии не происходит, 
и 
. Работа, совершаемая этим телом, не может превосходить подведенного к нему количества теплоты.
2. Применение первого начала термодинамики к различным процессам
Изохорный процесс. 
. 
.
Изменение внутренней энергии равно количеству переданной теплоты.
Количество переданной теплоты 
, где 
– теплоемкость газа при постоянном объеме. Изменение внутренней энергии представим как 
, приравнивая, получим 
.
Изобарный процесс. 
; .
Передаваемое газу количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа и совершение работы против внешних сил.
– работа газа, 
– количество теплоты, – изменение внутренней энергии.
|
|
|
Тогда 
, где 
– теплоемкость газа при постоянном давлении.
Изотермический процесс. 
; 
.
Все переданное газу количество теплоты идет на совершение газом работы. Если газ отдает тепло, то работа газа отрицательна, а внешних сил – положительна.
.
3. Адиабатный процесс
Процесс в теплоизолированной системе называютадиабатным.Т. е. процесс осуществляется без теплообмена с внешней средой. При адиабатном процессе 
и согласно уравнению изменение внутренней энергии происходит только за счет совершения работы: 
.
Нельзя окружить систему оболочкой, абсолютно не допускающей теплопередачу. Но в ряде случаев можно считать реальные процессы очень близкими к адиабатным. Для этого они должны протекать достаточно быстро, так, чтобы за время процесса не произошло заметного теплообмена между системой и окружающими телами.
Так как , то теплоемкость при адиабатном процессе 
.
II уровень. Вспомним основные положения теории
1. Сформулируйте первое начало термодинамики и запишите его математическое выражение.
2. Примените первое начало термодинамики к изохорному процессу.
3. Примените первое начало термодинамики к изобарному процессу.
4. Примените первое начало термодинамики к изотермическому процессу.
|
|
|
5. Какой процесс изменения состояния газа называется адиабатным? Примените первое начало термодинамики к адиабатному процессу.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 290; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!