Тема 8. Перший закон термодинаміки. Адіабатний процес. 10 клас

Ідею про збереження енергії у природі висловлювали ще давньогрецькі філософи. Вони вважали, що в природі, яка нас оточує, весь час відбуваються зміни, які не можуть ніколи припинитися.

У 40-х роках XIX ст. сталася важлива подія в історії фізики — було встановлено закон збереження та перетворення енергії:

Енергія в природі не виникає з нічого й нікуди не зникає, вона лише переходить з однієї форми в іншу.

- Внутрішню енергію можна змінити двома способами: виконанням роботи і теплопередачею.

- Робота А — це міра зміни механічної енергії, кількість теплоти Q — міра зміни внутрішньої енергії, тобто способи зміни внутрішньої енергії еквівалентні. Тому відомий закон збереження енергії для механічних процесів поширюється і на теплові процеси.

Це рівняння виражає закон збереження і перетворення енергії для теплових процесів, він дістав назву першого закону (начала) термодинаміки:

Зміна внутрішньої енергії термодинамічної системи дорівнює сумі роботи зовнішніх сил і наданої системи кількості теплоти.

Але можна розглядати і роботу А, виконану системою над зовнішніми тілами; тоді її записують із знаком «-» і рівняння набуває вигляду:

Є інше формулювання першого закону термодинаміки: кількість теплоти, підведена до системи, частково йде на збільшення її внутрішньої енергії і частково на виконання системою роботи над зовнішніми тілами. 

 1. На скільки змінилася внутрішня енергія газу, що здійснив роботу 50 кДж, діставши кількість теплоти 85 кДж? (Збільшилась на 35 кДж)

2. Одноатомному газові (v = 2 молі) передана кількість теплоти 1,2 кДж. При цьому газ здійснив роботу 600 Дж. На скільки змінилася температура газу? (Збільшилася на 24 К)

Домашнє завдання

Позначте правильну, на вашу думку, відповідь. Де потрібно – обчислюємо у зошиті

1.   Укажіть одиницю внутрішньої енергії в СІ.

А. Вт                                          В. Па

Б. Дж                                         Г. моль

2.     Порівняйте внутрішню енергію реального (1) та ідеального (2) газів.

А (1) завжди менша, ніж (2)

Б (1) завжди більша, ніж (2)

В (1) дорівнює (2)

Г (1) може бути меншою, ніж (2), а може бути більшою

3.     У закритому поршнем циліндрі міститься ідеальний газ. Як зміниться внутрішня енергія газу, якщо стискати газ?

А Зменшиться

Б Збільшиться

В Спочатку збільшиться, а потім зменшиться

Г Не зміниться

4.   Як змінюється внутрішня енергія ідеального газу під час ізобарного розширення?

А Зменшується.

Б Не змінюється

В Спочатку збільшується, потім зменшується

Г Спочатку зменшується, потім збільшується

5.   Укажіть процес, у якому газ не виконує роботу.

А Ізобарний                              В Ізотермічний

Б Ізохорний                              Г Адіабатний

6.     Укажіть умову перебігу адіабатного процесу.

А Стала температура               В Незмінний об'єм

Б Незмінний тиск                     Г Відсутність теплообміну з навколишнім середовищем

7.     Укажіть процес, у якому робота зовнішніх сил дорівнює зміні внутрішньої енергії газу.

А Адіабатне стискання           В Ізотермічне розширення

Б Ізобарне нагрівання             Г Ізохорне нагрівання

8.     Робота, виконана газом під час розширення, чисельно дорівнює площі під графіком залежності:

А об'єму від температури        В тиску від температури

Б тиску від об'єму                    Г температури від об'єму

9.     Газ одержав кількість теплоти 95 Дж і виконав роботу 35 Дж. На скільки змінилася внутрішня енергія газу?

А Збільшилася на 130 Дж       В Зменшилася на 130 Дж

Б Збільшилася на 60 Дж          Г Зменшилася на 60 Дж

10.  Упродовж ізотермічного стискання зовнішні сили виконали над газом роботу 120 Дж. Яку кількість теплоти одержав або віддав газ?

А Віддав 120 Дж                      В Нуль

Б Одержав 120 Дж                   Г Віддав 60 Дж

11.  Упродовж адіабатного розширення газ виконав роботу 20 Дж. Чи змінилася при цьому і на скільки внутрішня енергія газу?

А Не змінилася                         В Зменшилася на 20 Дж

Б Збільшилась на 10 Дж          Г Збільшилась на 20 Дж

12.  Яку кількість теплоти одержав або віддав газ, виконавши роботу 170 Дж, якщо його внутрішня енергія зменшилася на 90 Дж?

А Одержав 80 Дж                    В Віддав 80 Дж

Б Одержав 260 Дж                   Г Віддав 260 Дж