Термодинамиканын 1-закону

Сабактын темасы: Термодинамиканын биринчи закону

Сабактын максаты:

• Термодинамиканын биринчи законун билет.

• Термодинамиканын биринчи законун тщрдщщ процесстерде колдонулушун тщшщнщп, ал процесстерде жумуш чоъдугу эмнеге барабардыгын тщшщнщшёт.

Сабактын критерийлери:

• Термодинамиканын биринчи законун билишсе;

• Термодинамиканын биринчи законун тщрдщщ процесстерде колдонулушун тщшщнщп, ал процесстерде жумуш чоъдугу эмнеге барабардыгын тщшщнщшсё;

• Ёзщн-ёзщ контролдоо сезимине ээ болуп сын кёз карашын ёнщктщрщщгё, тереъ жана кеъири ой жщгщртщщгё тарбияланышса;

Кайталоо үчүн жана жаңы темага өбөлгө түзүүчү суроолор:

• Идеалдык газ деп эмнени айтабыз?

• Термодинамика эмнени окутат?

• Идеалдык жана реалдык газдын ички энергиясын айтып бергиле?

• Ички энергияны ёзгёртщщнщн жолдору

• Термодинамикадагы жумуш менен механикадагы жумуштун айырмасы эмнеде?

• Идеалдык газ деп эмнени айтабыз?

Жообу: Молекулалардын арасындагы ёз ара аракеттешщщ кщчщ жокко эсе болгон газ идеалдык газ деп аталат.

• Термодинамика эмнени окутат?

Жообу: Термодинамика – жылуулук жана жумуш жёнщндёгщ окуу. Термодинамика илим катары XIX кылымдын биринчи жарымында тщзщлгён. Анын пайда болушу жана ёнщгщшщ жылуулук кыймылдаткычтарынын тщзщщ менен шартталган. Термодинамика адегенде отун энергиясын механикалык энергияга ёзёртщщгё байланыштуу болгон маселелердин тобун ёз ичине камтыган. Термодинамика бардык кубулуштар, алардын механизимдери боюнча кёзкарашта эмес, энергиянын бул кубулуштарда ёзгёртщп тщзщщнщн жщрщшщ боюнча кёзкарашта каралат. Азыркы убакта термодинамика ыкмалары физикада гана эмес, химияда, биологияда, жана башка табият таануу илимдеринде кеъири колдонулган ёз алдынча илим.

• Идеалдык жана реалдык газдын ички энергиясын айтып бергиле?

Жообу:Затты тщзгён атомдор менен молекулалардын кинетикалык жана потенциалдык энергияларынын суммасы ички энергия деп аталат.

Мында: - ички энергия

– кинетикалык энергия

- потенциалдык энергия

- молекулалардын саны

• Ички энергияны ёзгёртщщнщн жолдору

Жообу:Нерсенин ички энергиясы эки жол менен ёзгёрёт: 1) Нерсеге жылуулук санын берщщ жолу менен. 2) Ошол нерсенин щстщндё механикалык жумуш аткаруу жолу менен.

• Термодинамикадагы жумуш менен механикадагы жумуштун айырмасы эмнеде?

Жообу: Механикадагы жумуш-бул кщч менен которулушту бурчтун косинусуна кёбёйткёнгё барабар экенин билебиз, б.а.

Бул механикадагы жумуштун жалпы формуласы.Механикада аткарылган жумуштун чоъдугу кинетикалык энергиянын ёзгёрщшщнё барабар.

Ал эми термодинамикада болсо, нерсенин бщтщндёй которулушу каралбастан, макроскопикалык нерсенин бёлщкчёлёрщнщн бири бирине салыштырмалуу которулушу жёнщндё сёз кетет. Натыйжада нерсенин кёлёмщ ёзгёрёт, ал эми анын ылдамдыгы нёл боюнча калат. Термодинамикадагы жумуштун учурунда, механикадагы сыяктуу эле нерсенин кинетикалыкэнергиясы ёзгёрёт.

Жаёы тема:

1. Жаратылышта энергия жоктон пайда болбойт, бардан жок болбойт, ал бир тщрдён экинчи тщргё, бир формадан экинчи формага ётёт. Бул механика курсундагы энергиянын айлануу жана сакталуу закону болуп эсептелет.

Ал эми жылуулук кубулуштарына тиешелщщ (таралган) болгон энергиянын айлануу жана сакталуу закону термодинамиканын биринчи закону деп аталат.

• Механикалык энергия менен ички энергия системанын толук энергиясын тщзёт.

Эгер, система туюк болбосо, анда толук энергиянын ёзгёрщшщ системанын щстщндё аткарылган жумушка барабар.

,

, ,

Системага берилген жылуулук саны анын ички энергиясын жогорулатууга жана сырткы кщчкё каршы жумуш аткарууга жумшалат.

Системага берилген жылуулук саны анын ички энергиясын ёзгёртщщгё жана сырткы кщчтёрдщн системасынын щстщнён аткарган жумушуна жумшалат.

2.Изохора процесси

Бул процессте кёлём ёзгёрбёйт, ошондуктан газ аткарган жумуш нёлгё барабар, б.а. же , .

ички энергиянын ёзгёрщшщ системага берилген жылуулук санына барабар. Эгерде газ ысыса , . Системанын ички энергиясы чоъоёт.

Газ муздаса жана ички энергия азаят.

Изотерма процеси

Бул процессте температура турактуу. Идеалдык газдын ички энергиясы ёзгёрбёйт. Эгер газга жылуулук берилсе, б.а. , болуп, анда оъ жумуш аткарылат. Тескерисинче, газ айлана чёйрёгё жылуулук берсе , . Газдын щстщнён сырткы кщчтёрдщн аткарган жумушу акыркы учурда оъ болот.

Изобара процесси

Бул процессте системага берилген жылуулук саны системанын ички энергиясын ёзгёртщщгё жана турактуу басым кезиндеги жумуш аткарууга кетет, б.а. . Эгерде газ ысыса ал кеъейет да оъ жумуш аткарылат, б.а. болот да бир эле учурда ички энергиясы чоъоюп, болот.

Газ муздаса сырткы кщчтёр ага карата терс жумуш аткарышат ( ) жана ички энергиясы кичирейет, б.а. болот.

Адиабата процесси

Жылуулук туюкталган (изоляцияланган) системадагы процесс адиабата процесси деп аталат.

Бул учурда системада айлана-чёрё менен жылуулук алмашуу болобойт. болот да . Системанын ички энергиясынын ёзгёрщшщнён жумуштун аткарылышы болот.

Адиабаттык кеъейщщ кезинде газдын муздашы жер атмосферасында зор масштапта болуп ётёт. Ысыган аба жеъил болгондуктан ёйдё кётёрщлщп кеъейет,себеби улам кётёрщлгён сайын абанын басымы азаят.Бул кеъейщщ муздоо менен коштолот.Натыйжада суу буулары конденсацияланып,булуттар пайда болот.

Ошентип идеалдык газдын ички энергиясы изотерма процессинде гана ёзгёрбёйт, изохора процессинде ал жылытуунун да , жумуш аткарылуунун да эсебинен ички энергия ёзгёрёт.Ал эми адиабата процессинде жылуулук алмашуу болбогондуктан ички энергиянын ёзгёрщшщнщн эсебинен жумуш аткарылат,б.а. дан болгондуктан .

Бышыктоо щчщн кёнщгщщлёрдщ иштёё:

1. 30кПа басым астында газга 60кДж жылуулукту бергенде, ал изобаралык кеъейип ички энергиясы 45кДж го кобойдщ. Газдын кёлёмщ канчалык чоъойгон.

Берилди: формула: чыгаруу:

= ? = Жообу: =

1. 600 Дж жылуулук санын алып, газ 200 Дж жумуш аткарат. Газдын ички энергиясы канчалык кёбёйгён?

Берилди: формула: чыгаруу:

-200 Дж = 400 Дж

200 Дж

Жообу:

1. 360 Дж жылуулук санын алган газ, ички энергиясынын ёзгрщшщнё караганда 5 эсе кичине жумуш аткарды. Газ кандай жумуш аткарган?

Берилди: формула: чыгаруу:

Жообу:

Щйгё тапшырма берщщ: Мисал иштеп келщщ, ётщлгён аныктамаларды, формулаларды жаттоо.

1. 100 КПа басым астында газ изобаралык 0,2 м³ кеъейди. Бул учурдв ал 25КДж жылуулукту алды. Газдын ички энергиясы канчалык кёбёйгён?

Берилди: формула: чыгаруу:

= =5000Дж

Жообу:

= ?

1. 400 Дж жылуулукту алган газдын ички энергиясы 120 Дж кёбёйдщ, ал эми кёлёмщ изобаралык 20 л кеъейди. Газдын басымы кандай болгон. Жообун КПа менен бергиле.

Берилди: формула: чыгаруу:

? = Жообу:

Баалоо: Студенттерди билимине жараша баалоо