• Преподавателю
  • Начальные классы
  • Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе. »

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе. »

Раздел Начальные классы
Класс -
Тип Конспекты
Автор
Дата
Формат doc
Изображения Есть
For-Teacher.ru - все для учителя
Поделитесь с коллегами:

УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ


Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

Цель урока: Закрепить понятие первого закона термодинамики-

закона сохранения энергии распространённого на тепловые

явления.

Развивать навыки решения различными способами задач

на применение первого закона термодинамики, в том числе к

изопроцессам.

Рассмотреть изопроцессы с новой энергетической точки зрения.

Формировать умение выполнять термодинамическое описание

процессов.

Развивать умение работы с различными источниками информации,

способность анализировать и систематизировать информацию.


ХОД УРОКА


1. Оргмомент

2. Актуализация знаний

1.Какая из приведённых ниже формул является математическим выражением первого закона термодинамики?

а/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

б/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

в/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

2.Чему равна работа газа при изохорном переходе системы из состояния с давлением

1 кПа в состояние с давлением 3 кПа?

а/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

б/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

в/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

3.Изменится ли внутренняя энергия газа при его изотермическом расширении?

а/ увеличится

б/ уменьшится

в/ не изменится.


4.Какая из приведённых ниже формул позволяет рассчитать работу газа при изобарном процессе?

а/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

б/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

в/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

5.Внутрення энергия идеального одноатомного газа некоторой массы….

а/ зависит только от температуры

б/ зависит только от объёма

в/ зависит от температуры и объёма

6.В процессе адиабатического расширения газ совершает работу, равную 3 кДж. Чему равно изменение внутренней энергии газа?

а/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

б/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

в/ Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

3. Решение задач.

Закон сохранения энергии был установлен в середине Х1Х века на основе работ, выполненных несколькими знаменитыми учёными. Немецкий учёный Р. Майер высказал теоретические положения, англичанин Д.Джоуль провёл экспериментальные исследования, а немецкий физик Г.Гельмгольц вывел математическое выражение закона, обобщил и распространил полученные результаты на все явления.

Формулировка 1 закона термодинамики для случаев, если:

а/работа совершается над газом ΔU=Q+А

б/газ сам совершает работу ΔU=Q-А

Докажем с помощью 1 закона термодинамики невозможность создания вечного двигателя.

Если Q=0 то ΔU= - А или -ΔU= А. То есть двигатель перестаёт работать, если запас внутренней энергии будет исчерпан. Первый закон термодинамики объясняет теоретическую невозможность создания вечного двигателя. Но ещё до открытия этого закона многовековая практика привела учёных к выводу: нельзя совершать работу без затраты внешней энергии.

Так, Леонардо да Винчи (1452-1519г.г.) писал: «О, искатели постоянного двигателя, сколько пустых проектов создали вы в подобных поисках» И в 1775 году Французская академия наук заявила: « Построение вечного двигателя абсолютно невозможно», -и проекты вечных двигателей рассматривать перестала.

Например:

Какую работу совершил газ, взятый в количестве двух молей при изобарном нагревании на 50 градусов Кельвина и как при этом изменилась их внутренняя энергия?

Решение:

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

Разноуровневые задачи на применение 1 закона термодинамики к изопроцессам.


1 уровень

1.При изотермическом расширении газ совершил работу 50 Дж. Найдите изменение его внутренней энергии и количество теплоты, переданное ему в этом процессе.

2.Идеальный газ нагрели в закрытом сосуде, передавая ему 150 Дж теплоты. Какую работу совершил газ? Как в этом процессе изменилась его внутренняя энергия?

3.В изотермическом процессе газу было передано 150 Дж теплоты. Какую работу совершил газ в этом процессе? Как изменилось его давление, если объём увеличился в 2

раза?

4.Температура 2 моль идеального газа, находящегося в закрытом сосуде, увеличилась с 20 ˚ С до 100˚ С. Какое количество теплоты было передано газу в этом процессе?

5.При изохорном охлаждении внутренняя энергия уменьшилась на 350 Дж. Какую работу совершил при этом газ? Какое количество теплоты было передано газом окружающим телам?

6.При адиабатном расширении 5 моль водорода была совершена работа в 68 кДж. Найдите изменение внутренней энергии газа и количество теплоты, которым обменивались тела в этом процессе.

7.При адиабатном сжатии газа над ним была совершена работа в 200 Дж. На сколько и как изменилась при этом внутренняя энергия газа?

2 уровень

1.При охлаждении идеальный газ, находящийся в герметическом сосуде, передал окружающим телам 200 Дж теплоты. Найдите температуру газа в конце процесса, если сначала его температура была равна 200˚ С. Количество вещества в сосуде 5 моль.

2.Какое количество теплоты потребуется, чтобы изобарно увеличить температуру

2 моль идеального газа с 20˚ С до 120˚ С?

3.Какое количество теплоты будет отдано холодильнику при изобарном сжатии

5 моль идеального газа от 5 л до 3л при нормальном атмосферном давлении? Каким будет в этом процессе изменение внутренней энергии газа?

4.Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К газу сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и приращение его внутренней энергии.

5.В вертикальном цилиндре под тяжёлым поршнем находится кислород массой

2 кг. Для повышения температуры на 5 К ему сообщили количество теплоты 9160 Дж. Найдите работу, совершённую газом при расширении, и увеличение его внутренней энергии.

Молярная масса кислорода 32 · 10Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» кг/моль

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»6.Кислород массой 0,1 кг сжимается адиабатически. Температура газа при этом возрастает от 273 К до 373К. Чему равно приращение внутренней энергии и работа, совершённая при сжатии газа?

7.На рисунке изображен циклический

процесс, проведённый с неизменной массой

идеального газа. Опишите характер теплообмена

газа в каждом процессе, составляющем цикл.

8.Какую работу совершил газ и как при этом изменилась его внутренняя энергия при изобарном нагревании газа в количестве 2 моль на 50 К? Какое количество теплоты получил газ в процессе теплообмена?

3 уровень

1.Найдя по таблицам значение удельной теплоёмкости воздуха сp

и зная молярную массу М, вычислите во сколько раз больше количества теплоты потребуется для изобарного нагревания, чем для изохорного. Масса воздуха и разность температур в обоих случаях одинаковы.

2.Какая часть количества теплоты, сообщённой одноатомному газу в изобарном процессе, идёт на увеличение внутренней энергии и какая часть - на совершение работы?

3.Доказать, что при постоянном давлении удельная теплоёмкость одноатомного

гУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»аза, молярная масса которого М, находится по формуле сp =Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Найти удельную теплоёмкость гелия при постоянном давлении.

4.На рисунке представлен циклический процесс,

проведённый с одним молем идеального газа. Дайте

название каждой стадии процесса, укажите, как

изменяются термодинамические параметры газа

при переходе из одного состояния в другое,

напишите уравнения этих процессов и

изобразите их в координатных осях р, V и V, Т.

Опишите характер теплообмена системы

сУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» окружающими телами.

5.На рисунке изображён график

циклического процесса, проведённого

с одним молем идеального газа.

Как меняются термодинамические

параметры при переходе газа

из одного состояния в другое?

Отдаёт или получает тепло газ

на каждой стадии процесса?

6. В баллоне емкостью 1л находится кислород под давлением 10 МПа и при температуре 300 К. К газу подводят 8,35 кДж теплоты. Определите температуру и давление газа после нагревания.

4. Итоги урока. Индивидуальное домашнее задание (формируется на основе задач 1-3 уровня).






Тема. Решение задач по теме "Первый закон термодинамики". Цели:

  • помочь учащимся осмыслить физическое содержание первого закона термодинамики;

  • рассматривая качественные задачи, показать, что проявления действия первого закона термодинамики имеют место в окружающем мире;

  • на примере решения конкретных расчетных задач научить учащихся применять первое начало термодинамики к описанию изопроцессов в идеальном газе.

Ход занятия В ходе проведения занятия необходимо рассмотреть ряд качественных задач и далее решить несколько расчетных задач по мере возрастания их сложности. Прежде чем приступить к выполнению задания, следует записать математическую формулу первого закона термодинамики; вскрыть физический смысл всех входящих в него величин и определиться с правилом знаков; рассмотреть вопрос о графическом смысле работы в термодинамике; повторить понятие теплоемкости. Качественные задачи
  1. Можно ли передать системе некоторое количество теплоты, не вызывая при этом повышения ее температуры?
  2. Почему при холостых выстрелах ствол пушки нагревается сильнее, чем при стрельбе снарядами?
  3. После сильного шторма вода в море становится теплее. Почему?
  4. Один поэт так писал о капле: "Она жила и по стеклу текла, но вдруг ее морозом оковало, и неподвижной льдинкой капля стала, а в мире поубавилось тепла". Вы согласны с поэтом?
  5. Мука из жерновов выходит горячей, хлеб вынимают из печи также горячим. Чем вызывается увеличение энергии в каждом из этих случаев?
  6. Почему климат островов умереннее и ровнее, чем климат материков?
Примеры решения расчетных задач Задача 1. Идеальный газ с показателем адиабатыУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»расширили по закону Р = αV, где α = const. Первоначальный объем газа V1. В результате расширения объем увеличился в η раз. Найдите приращение внутренней энергии газа. Решение:

Изменение внутренней энергии идеального газа равно

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(1)

Начальное состояние газа подчиняется уравнению

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(2)

Конечное состояние - соответственно, уравнению

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(3)

Принимая во внимание, что PV и V2V1 , уравнения (2) и (3) можно записать в виде

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(4)

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(5)

Вычитая из (5) (4), находим

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(6)

Подставляя (6) в (1), получаем

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(7)

Найдем CV черезУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.», используя соотношения

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(8)

иУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(9)

Из (8) и (9) для CV находим

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(10)

Подставляя (10) в (7), получаем

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(11) Ответ: изменение внутренней энергии равно Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Очевидно, что Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» , то есть внутренняя энергия газа в этом процессе увеличивается. Задача 2. Газ, занимающий объем V1 = 2 м3 при давлении Р1 = 4·105 Па, совершает круговой процесс, состоящий из нескольких этапов. Сначала газ изохорически охлаждается до температуры, при которой его давление равно P2 = 105 Па. Затем он изобарически охлаждается до состояния, из которого возвращается в начальное состояние таким образом, что его давление изменяется с изменением объема по закону Р = αV (α - постоянная величина). Нарисуйте график данного кругового процесса на РV-диаграмме и найдите совершенную газом работу. Решение: КУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»ак следует из условия задачи, состояния газа 1 и 3 изображаются точками, лежащими на прямой Р = αV, проходящей через начало координат (рис. 1). Это означает, что Р1 = αV1 и Р3 = αV3 С учетом того, что P2 = P3, получаем Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»3). Работа при круговом процессе численно равна площади фигуры, ограниченной графиком этого процесса, в данном случае - площади треугольника 123. Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.», подставляя V3, получаем Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»(Дж). Ответ: работа в данном круговом процессе равна 2,25 ·105 Дж.



Задача 3. Найдите работу, совершенную одним молем идеального газа в круговом процессе, изображенном на рис. 2, если P2/P1 = 2, T1 = 280 К, T2 = 360 К. Решение: ПУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»режде всего, изобразим проведенный с газом процесс в координатах PV (рис.3). Работа, совершенная газом, численно равна площади, ограниченной графиком процесса. Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Пользуясь уравнением состояния идеального газа и замечая, что PA = PD = P1, находим:


Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»
Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.», Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Далее получаем: Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Ответ: Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Задача 4. СУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» одним молем идеального одноатомного газа проводят процесс, показанный на рис. 4. Найдите теплоемкость газа в точке A. В какой точке процесса теплоемкость максимальна? Решение: Из определения теплоемкости, первого начала термодинамики и формулы внутренней энергии моля идеального газа находим Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Вычислим отношениеУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»в точке АУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»заданного процесса. Для этого рассмотрим бесконечно малый участок процесса от точкиА до близкой точки Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Очевидно, что для заданного процессаУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»P иУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»V имеют разные знаки. Найдем аналитическое выражение процесса, представленного на рисунке. Очевидно, что он представляется линейной функцией вида Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Введем обозначенияУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»иУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». По данным графика заданного процесса имеем Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Линейная зависимость принимает вид Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

Таким образом, аналитическое уравнение представленного на рисунке процесса имеет вид

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(1)

В точке A

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(2)

В точке B

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(3)

Вычитая (2) из (3), получаем для малых приращений

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(4)

Далее из уравнения состояния моля идеального газа имеем

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(5)

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(6)

Раскроем скобки и вычтем (5) из (6), пренебрегая при этом малой поправкойУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»PУрок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»V

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(7)

Исключив из (4) и (7)Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»P, находим

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»

(8)

Теплоемкость в точке A равна

Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.».

(9) Подставляя в (9)Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»окончательно получаем Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.» Ответ:Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». График данного процесса касается изотермы в точке (1,5P0, 1,5V0). Теплоемкость газа в левой окрестности этой точки стремится к бесконечности, следовательно, максимальна. Задачи для самостоятельной работы 1Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.». Над газом совершают два тепловых процесса, переводя его из одного и того же начального состояния и нагревая до одинаковой конечной температуры (рис. 5). При каком процессе газу сообщается большее количество теплоты? Ответ: большее количество теплоты подводится в том процессе, где конечный объем газа больше.


Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»
2. Один моль идеального газа, находящийся при нормальных условиях, переводят из состояния 1 в состояние 2 двумя способами: 1->3->2 и 1->4->2 (рис. 6). Найдите отношение количеств теплоты, которые необходимо сообщить 1 молю газа в этих двух процессах. Ответ:Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»


Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»
3. Некоторое количество одноатомного газа занимает объем V1 = 0,1 м3 при давлении Р1 = 2 ·105 Па. Если газ переходит из этого состояния в конечное состояние 2 сначала при изобарическом, а затем при изохорическом нагревании, то он совершает работу А1 = 4·104 Дж. Если же переход осуществляется непосредственно по прямой 1-2, то работа газа А2 = 5 ·104 Дж. Найдите давление и объем газа в конечном состоянии 2, а также количества теплоты, полученные газом в обоих случаях (рис. 7). Ответ: V=0,3(м3), P=3 ·105(Па), Q1=5,05 ·104(Дж), Q2=6,05 ·104(Дж).


Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»
4. Идеальный одноатомный газ, занимавший при давлении Р1 = 105 Па объем V1 = 2 м3, расширяется таким образом, что график процесса расширения изображается на PV-диаграмме отрезком прямой (рис. 8). Найдите объем и давление газа в конце расширения, если известно, что газ в этом процессе получил количество теплоты Q = 3,5 ·105 Дж и совершил работу А = 1,1·105 Дж. Ответ: P2 = 1,2 ·105 Па, V2 = 3 м2.


Урок по физике по теме УРОК РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ Тема: «Первый закон термодинамики Применение первого закона термодинамики к изопроцессам в газе.»
5. Четыре моля газа совершают процесс, изображенный на рис. 9. На каком участке работа газа максимальна? Ответ: работа газа максимальна на участке 3-4.



Рекомендуемая литература

  1. Бутиков Е.И., Кондратьев А.С. Физика. Т. 3. Строение и свойства вещества. - М.: Физматлит: Лаборатория базовых знаний; СПб.: Невский диалект, 2001. - С. 131-147.
  2. Белолипецкий С.Н., Еркович О.С., Казаковцева В.А. и др. Задачник по физике. - М.: Физматлит, 2005. - С. 81-92.
  3. Готовцев В.В. Лучшие задачи по механике и термодинамике. - М.; Ростов н/Д: Издательский центр "Март", 2004. - С. 248-254.


© 2010-2022