Transcript ***** 1 - tehteh.ru

Первый закон
термодинамик
и
КЛЮЧ ТЕСТА
1 вариант
1. Аг = р V
2. Д
3. 2кДж
4. В
2 вариант
1. С
2.
3. 20 кДж
4. Г
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.
 U  A вн  Q
или
т.к. A в н   A Г , значит  U   A Г  Q
Q  U  AГ
2. Количество теплоты, переданное системе, идет на
изменение её внутренней энергии и на совершение
системой работы над внешними телами.
Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам.
Изохорный процесс
Название
процесса
Изохорный
V=const
График
Запись
закона
Нагревание
Q>0, A=0
U  Q
P
2
Формулы
U  0
U 
Q
1
V
RT
3
Внутренняя энергия
газа увеличивается за
счет подводимого
тепла
 pV
2
V
2
3 m
2 M
U 
Охлаждение
Q<0, A=0
P
Q
1
Физический смысл
U  Q
U  0
Внутренняя энергия
газа уменьшается за
счет того, что газ
отдает тепло
окружающей среде.
Изотермический процесс
Название
процесса
Изотермически
й
T=const
График
Запись
закона
Расширение
Q>0, Aг>0
U  0
Q  AГ
P
1
Формулы
AГ  Q 
Физический смысл
m
RT ln
M
V2
V1
Q
Всё переданное газу
тепло идет на
совершение им же
работы.
2
V
Сжатие
Q<0, Aг<0
P
2
U  0
Q
1
V
A вн   Q
Aвн   Q  
m
M
RT ln
V2
V1
При совершении
работы внешними
силами газ отдает
тепло окружающей
среде
Изобарный процесс
Название
процесса
Изобарный
р=const
График
Запись
закона
Расширение
(нагревание)
Q>0, Aг>0
P
Физический
смысл
Всё переданное
газу тепло идет
на совершение
им же работы.
U  0
Q  U  AГ
U 
3
p  V 
2
Q
1
Формулы
AГ  p  V 
2
3 m
RT
2 M
m
RT
M
Q  U  AГ 
5
2
p  V 
5 m
RT
2 M
V
Сжатие(Охлажде
ние)
Q<0, Aг<0
P
Q
2
1
V
 U  Q  A вн
При совершении
работы
внешними
силами газ отдает
тепло
окружающей
среде
Адиабатный процесс
Название
процесса
Изотермически
й
T=const
График
Запись
закона
Расширение
Q=0, Aг>0
U   AГ
P
1
Формулы
Физический смысл
Внутренняя энергия
уменьшается за счет
того, что газ сам
совершает работу. Газ
охлаждается
2
V
Охлаждение
Q<0, Aг<0
P
Q
2
1
V
Aвн   U
Внутренняя энергия
газа увеличивается за
счет совершения
работы внешними
силами над системой.
Газ нагревается
КЛЮЧ ТЕСТА
1 вариант
1. Б
2. В
3. Г
4. В
2 вариант
1. А
2. А
3. А
4. В
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.
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.