Презентация к уроку "Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к тепловым процессам".

Законы термодинамики

Вопросы для повторения:

• Что такое внутренняя энергия ?
• Назовите способы изменения внутренней энергии .
• Как определить работу газа?
• Как определить количество теплоты?
• Объясните физический смысл удельных величин.

Зависимость внутренней энергии от параметров газа

Способы изменения внутренней энергии

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе.

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики

• Количество теплоты, переданное системе идет на совершение системой работы и изменение её внутренней энергии

Применение I закона термодинамики к изопроцессам

• Изотермический процесс

(T = const) :  U =0

Т.к. ΔT=0, Δ U=0 и тогда Q= A.

Если Q

Применение I закона термодинамики к изопроцессам

• Изобарный процесс:

(p = const, Δp=0 )

A = p  V = vR  T

0 " width="640"

A=p*(V 2 -V 1 )

A=p*(V 2 -V 1 )0

0, то ΔU 0 – нагрев газа, если Q " width="640"

Изохорный процесс.

1. Что такое изохорный процесс?

.2. Т.к. ΔV=0, → А=0 →ΔU=Q

• Если Q 0, то ΔU 0 – нагрев газа, если Q

Применение I закона термодинамики к изопроцессам

• Изохорный процесс:

( V = const): A = 0

0, то Δ U0 – нагрев газа, если Q" width="640"

Т.к. ΔV=0, то А=0 и ΔU=Q

Если Q0, то Δ U0 – нагрев газа, если Q

Применение I закона термодинамики к изопроцессам

• Адиабатный процесс : процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой.

Q=0

Температура меняется только за счет совершения работы

Адиабатный процесс

• Адиабатными можно считать все быстропротекающие процессы и процессы, происходящие в теплоизолированной среде.

Адиабата круче любой пересекающей её изотермы

Термодинамика циклического процесса.

Для произвольного циклического процесса 1–2–3–4–1 работа газа, совершенная им за цикл, численно равна площади фигуры, ограниченной диаграммой цикла в координатах p – V

Необратимость процессов в природе .

• Необратимые – процессы, которые могут самопроизвольно протекать только в одном направлении. В обратном направлении они могут протекать только как одно из звеньев более сложного процесса.

Необратимость процессов в природе.

Что произойдет с колебаниями маятников с течением времени?

Необратимость процессов в природе.

Необратимость процессов в природе.

Необратимость процессов в природе.

• Все процессы в природе НЕОБРАТИМЫ!

II закон термодинамики.

• Формулировка Клаузиуса (1850): невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходило бы от тел менее нагретых к телам более нагретым.
• Формулировка Томсона (1851): невозможен круговой процесс, единственным результатом которого было бы производство работы за счет уменьшения внутренней энергии.
• Формулировка Клаузиуса (1865): все самопроизвольные процессы в замкнутой неравновесной системе происходят в таком направлении, при котором энтропия системы возрастает; в состоянии теплового равновесия она максимальна и постоянна.
• Формулировка Больцмана (1877): замкнутая система многих частиц самопроизвольно переходит из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Невозможен самопроизвольный выход системы из положения равновесия. Больцман ввел количественную меру беспорядка в системе, состоящей из многих тел – энтропию .

Необратимость процессов в природе связана со стремлением систем к переходу в наиболее вероятное состояние, которому отвечает максимальный беспорядок.