Презентация "Первый закон термодинамики"

Первый закон термодинамики

Повторение

• Определение внутренней энергии
• От чего зависит внутренняя энергия?
• Внутренняя энергия одноатомного идеального газа
• Способы изменения внутренней энергии.
• Виды теплопередачи
• Формула работы газа, работы внешних сил.
• Изопроцессы. Определения, закон.

1 закон термодинамики:

1. Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояние в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданной системе.

или

2. Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

0, A=0 Формулы Охлаждение QP Физический смысл P Q 2 Q Внутренняя энергия газа увеличивается за счет подводимого тепла 1 Внутренняя энергия газа уменьшается за счет того, что газ отдает тепло окружающей среде. 1 2 V V " width="640"

Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам.

Изохорный процесс

Название процесса

График

Изохор-ный

Нагревание

V=const

Запись закона

Q0, A=0

Формулы

Охлаждение

Q

P

Физический смысл

P Q

2 Q

Внутренняя энергия газа увеличивается за счет подводимого тепла

1

Внутренняя энергия газа уменьшается за счет того, что газ отдает тепло окружающей среде.

1

2

V

V

0, A г 0 Физический смысл QP Всё переданное газу тепло идет на совершение им же работы. P Q 1 Q 2 При совершении работы внешними силами газ отдает тепло окружающей среде 2 1 V V " width="640"

Изотермический процесс

Название процесса

Изотер-мический T=const

График

Расширение

Запись закона

Сжатие

Формулы

Q0, A г 0

Физический смысл

Q

P

Всё переданное газу тепло идет на совершение им же работы.

P Q

1 Q

2

При совершении работы внешними силами газ отдает тепло окружающей среде

2

1

V

V

0, A г 0 Физический смысл Всё переданное газу тепло идет на совершение им же работы. P Q P Q При совершении работы внешними силами газ отдает тепло окружающей среде 2 1 1 2 V V " width="640"

Изобарный процесс

Название процесса

График

Изобар-ный р=const

Запись закона

Расширение

Сжатие(Охлаждение)

Формулы

(нагревание)

Q

Q0, A г 0

Физический смысл

Всё переданное газу тепло идет на совершение им же работы.

P Q

P Q

При совершении работы внешними силами газ отдает тепло окружающей среде

2 1

1 2

V

V

0 Охлаждение P Физический смысл QP Q Внутренняя энергия уменьшается за счет того, что газ сам совершает работу. Газ охлаждается 1 2 Внутренняя энергия газа увеличивается за счет совершения работы внешними силами над системой. Газ нагревается 2 V 1 V " width="640"

Адиабатный процесс

Название процесса

Изотер-мический T=const

График

Расширение

Запись закона

Формулы

Q=0, A г 0

Охлаждение

P

Физический смысл

Q

P Q

Внутренняя энергия уменьшается за счет того, что газ сам совершает работу. Газ охлаждается

1

2

Внутренняя энергия газа увеличивается за счет совершения работы внешними силами над системой. Газ нагревается

2

V

1

V

Задача 1. При изотермическом расширении идеальным газом была

совершена работа 15 кДж. Какое количество теплоты сообщено газу?

Решение. При изотермическом процессе 1 закон термодинамики имеет вид: Q=Aг, т.е. газ совершает работу за счет сообщенного ему количества теплоты.

Q=15 кДж.

Задача 2. В закрытом баллоне находится газ. При охлаждении его внутренняя энергия уменьшилась на 500 кДж. Какое количество теплоты отдал газ? Совершил ли он работу?

Решение: Газ находится в закрытом баллоне, следовательно, объем газа не изменяется. Данный процесс является изохорным охлаждением. Работа газа равна 0, т.к. изменение объема равно 0.

Q=-500 кДж. (знак «-» показывает, что газ отдает тепло).

Задача 3. Вычислить изменение внутренней энергии кислорода массой 0,5 кг при изохорном нагревании на 15К. Удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении равна 920 Дж/(кг*К).

Домашнее задание.

§80, 81

Задача 1. В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его нагревания на 4К при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Определите изменение внутренней энергии воздуха. Молярная масса воздуха 0,029 кг/моль.

Задача 2. Вычислите количество теплоты отданное газом, если при изотермическом сжатии была совершена работа 200 Дж.

Задача 3. Вычислите количество теплоты, полученное газом при нагревании его в закрытом сосуде, если внутренняя энергия газа увеличилась на 300 кДж.