Термодинамикадагы жумуш

Сабактын темасы: Термодинамикадагы жумуш.

Сабактагы өтүлүүчү материалдар жана тапшырмалар:

• Термодинамикадагы жумушту аныктайт;

• Термодинамикадагы жумуш менен механикалык жумушту айырмалашат;

• Газдардын жылуулук сыйымдуулугуна аныктама беришет;

Сабактын критерийлери:

• Термодинамикадагы жумушту түшүнсө;

• Термодинамикадагы жумуш менен механикалык жумушту айырмалай алса;

• Газдардын жылуулук сыйымдуулугуна аныктама бере алса;

• Өзүн-өзү контролдоо сезимине ээ болуп сын көз карашын өнүктүрүүгө, терең жана кеңири ой жүгүртүүгө тарбияланышса;

• Сабакка активдүү катышса;

Кайталоо үчүн жана жаңы темага өбөлгө түзүүчү суроолор:

• Идеалдык газ деп эмнени айтабыз?

• Реалдык газ деп эмнени айтабыз?

• Идеалдык жана реалдык газдын ички энергиясын түшүндүрүп бергиле

• Нерсенин жылуулук саныны формуласын айтып бергиле

Жаңы тема:

Мурунку темада нерсенин ички энергиясынын өзгөрүшүнүн бир түрү жылуулук берүү экендиги менен тааныштык. Эми ички энергияны өзгөртүүнүн дагы бир жолу менен, жумуш аткаруу жолу менен өзгөртүү жолуна токтололук.

Механикадагы жумуш – бул күч менен көтөрүлүштү бурчтун косинусуна көбөйткөнгө барабар экенин билебиз, башкача айтканда .

Бул механикадагы жумуштун жалпы формуласы. Механикада аткарылган жумуштун чоңдугу кинетикалык энергиянын өзгөрүшүнө барабар.

Ал эми термодинамикада болсо, нерсенин бүтүндөй которулушу каралбастан, макроскопикалык нерсенин бөлүкчөлөрүнүн бири-бирине салыштырмалуу которулушу жөнүндө сөз кетет. Натыйжада нерсенин көлөмү өзгөрөт, ал эми анын ылдамдыгы 0 боюнча калат. Термодинамикадагы жумуштун учурунда, механикадагы сыяктуу нерсенин кинетикалык энергиясы өзгөрөт. Эмне себептен газды кысууда же ал кеңейүүдө жумуш аткарылат? Себебин жөнөкөй тажрыйбада карап көрөлү.

Капталдары калың цилиндрде поршень сүрүлүүсүз кыймылдай алат (1-сүр.) дейли. Поршендин алдында көлөмү адегенде Vге барабар болгон газ бар болсун. Анын басымы p сырткы басымга барабар дейли. Ошондуктан поршень ошол абалда тең салмактуулукта турат. Эми цилиндрдеги газды ысытабыз. Анда ал кеңейип поршенди сыртты көздөй F күчү менен түртүп, оңго жылдырат. Газ кеңейип поршенге F күчү менен аракет этип анын көлөмү V₂ болуп калып басым ошол эле p боюнча эле калат.

Анда ушул учурдагы газдын жумушу ал эми Р же мында - поршендин бетинин аянты. Анда бирок чиймеден , ал эми болгондуктан , башкача айтканда .

Ошентип, турактуу басымды газ кеңейген кездеги анын аткарган жумушу, газдын басымы менен көлөмдүн өзгөрүшүнүн көбөйтүндүсүнө барабар.

Эгер газ кеңейсе, башкача айтканда болсо, жумуш оң болот. Эгер тескерисинче газ кысылса, башкача айтканда болсо, анда жумуш болот. Эгер көлөм өзгөрбөй, басым менен температура өзгөрсө, анда газ жумуш аткарбайт, башкача айтканда болуп болот.

Газдын үстүндө сырткы нерселердин аткарган жумушун А десек, ал газдын аткарган жумушунун терс чоңдугуна барабар .

Газды кысканда сырткы күчтүн жумушу оң , себеби күч менен поршендин кыймыл багыты дал келет. Газ кеңейгендеги сырткы күчтүн жумушу терс болот. Себеби, болгондо , ал эми болот. Сырткы күчтүн багыты менен поршендин жылган багыты карама каршы. Ошондуктан жумуш терс сан болот.

Бул жумушту графикте (Р нын көз карандылыгын) төмөндөгүдөй кароого болот.

Басым өзгөрбөгөндүктөн ал абсцисса огуна жарыш сызык бойдон калат. Ал эми жумуш (А) басым (Р) менен көлөмдүн өзгөрүшүнүн көбөйтүндүсүнө барабар болот, башкача айтканда .

Демек, басым турактуу болуп газ кеңейгендеги аткарылган жумуш модулу боюнча штрихтелген төрт бурчтуктун аянтына барабар деген жыйынтыкка келебиз. Эгер басым турактуу болбосо, анда ал төрт бурчтук элементардык төрт бурчтуктарга бөлүнүп, айрым-айрым эсептелет. Акыры баары бир ошол эле жогорудагы натыйжага келип калабыз.

Бышыктоо: Маселе иштөө

1. Көлөмү 54 м³ бөлмөдөгү басымы 100 кПа абалы 270 К ден 300 К ге чейин изобаралык ысытышты. Бул учурда аба кандай жумуш аткарды? Жообун КДж менен бергиле.

2. Газды 200 изобаралык ысытканда, ал 41,55 КДж жумуш аткарды. Газда канча моль бар?

3. Кычкылтекти 24 и изобаралык ысытканда, ал 49,86 КДж жумуш аткарды. Газдын массасын аныктагыла. Кычкылтектин массасы 0,032 кг/моль.

4. 400 г газды изобаралык 20 ысытууда, ал 16,61 КДж жумуш аткарды. Газдын молярдык массасын аныктагыла?

Жыйынтыктоо:

• Газ кеңейген кездеги жумуштун формуласы кандай?

• Газ кеңейген кездеги жумуштун аныктамасы кандай айтылат?

• Газ кеңейген кездеги жумушка турмуштан мисал келтиргиле.

• Кайсы учурда жумушту терс дейбиз, эмне үчүн терс дейбиз?

• Кайсы учурда жумушту оң дейбиз, эмне үчүн оң дейбиз?

Үйгө берилүүчү тапшырмалар:

1. 425 г сууну 20 ге ысытуу үчүн канча жылуулук керек?

2. 600 г металлды 10 ге ысытуу үчүн 13,8 КДж жылуулук сарпталган болсо, ал металлдын салыштырма жылуулук сыйымдуулугу канча болгон жана ал кайсы металл?

3. 2кг сууга 50,4 КДж жылуулук санын берген кезде ал канча градуска ысыган? .

Баалоо: Студенттер баалоо критерийлеринин негизинде бааланат

Колдонулган адабияттар:

1. Физика окуу китеби. 10-класс.

2. А.П.Рымкеевич. Физика боюнча маселелер жыйнагы.

3. Тесттик тапшырмалар.