Презентация по физике на тему "основы термодинамики"

• 1 слайд

  Основы
  термодинамики
  

• 2 слайд

  Цели урока:
  Сформировать основные понятия термодинамики
  Сформулировать законы термодинамики
  Рассмотреть принцип действия тепловых двигателей и их КПД
  Выявить отрицательное воздействие тепловых двигателей на окружающую среду и наметить пути решения этой проблемы
  
  

• 3 слайд

  Содержание
  Внутренняя энергия
  Работа в термодинамике
  Количество теплоты
  Первый закон термодинамики
  Второй закон термодинамики
  Принцип действия тепловых двигателей. КПД
  _________
  Термодинамика – теория тепловых процессов, в которой не учитывается молекулярное строение тел.
  

• 4 слайд

  1. Внутренняя энергия
  
  
  Определение:
  Внутренняя энергия тела – это сумма кинетической энергии хаотического теплового движения частиц (атомов и молекул) тела и потенциальной энергии их взаимодействия
  
  Обозначение:
  U
  Единицы измерения:
  [Дж]
  
  
  

• 5 слайд

  Внутренняя энергия для идеального одноатомного газа
  
  число молекул
  кинетическая энергия одной молекулы
  (NAk = R)
  

• 6 слайд

  Внутренняя энергия
  идеального одноатомного газа
  
  Внутренняя энергия
  идеального двухатомного газа
  

• 7 слайд

  Так как
  - уравнение Клапейрона – Менделеева,
  то внутренняя энергия:
  - для одноатомного газа
  - для двухатомного газа.
  

• 8 слайд

  В общем виде:
  где i – число степеней свободы молекул газа (i = 3 для одноатомного газа и i = 5 для двухатомного газа)
  

• 9 слайд

  Изменение внутренней энергии тела ΔU
  Совершение работы А
  
  над самим
  телом телом
  ΔU ΔU
  Теплообмен Q
  
  
  теплопроводность
  Конвекция - это перенос теплоты (потоками, струями) в жидкости и газах
  излучение
  

• 10 слайд

  2. Работа в термодинамике
  Газ совершает работу в результате сжатия или расширения
  Работа газа:
  
  
  
  
  Работа внешних сил:
  
  
  
  
  
  

• 11 слайд

  Работа газа при изопроцессах:
  При изохорном процессе (V=const):
  ΔV = 0 работа газом не совершается:
  
  
  
  P
  V
  Изохорное нагревание
  

• 12 слайд

  При изобарном процессе (Р=const):
  
  
  P
  V
  V1
  V2
  P
  Изобарное расширение
  1
  2
  

• 13 слайд

  При изотермическом процессе (Т=const):
  P
  V
  Изотермическое расширение
  Р2
  1
  2
  V1
  V2
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

• 14 слайд

  Геометрическое истолкование работы:
  Работа, совершаемая газом в процессе его расширения (или сжатия) при любом термодинамическом процессе, численно равна площади под кривой, изображающей изменение состояния газа на диаграмме (р,V).
  P
  V
  V1
  V2
  P
  P
  V
  Р2
  1
  2
  V1
  V2
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  S
  S
  Р1
  

• 15 слайд

  3. Количество теплоты – часть внутренней энергии, которую тело получает или теряет при теплопередаче
  

• 16 слайд

  4. Первый закон термодинамики
  Изменение внутренней энергии системы равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе
  
  Количество теплоты, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами
  

• 17 слайд

  Применение первого закона термодинамики к различным процессам
  

• 18 слайд

• 19 слайд

  Тепловые двигатели –
  устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую.
  Виды тепловых двигателей
  

• 20 слайд

  Принцип действия тепловых двигателей (§84)
  Т1 – температура нагревателя
  
  Т2 – температура холодильника
  
  Q1 – количество теплоты, полученное от нагревателя
  
  Q2 – количество теплоты, отданное холодильнику
  

• 21 слайд

  Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя –
  отношение работы А’, совершаемой двигателем, к количеству теплоты, полученному от нагревателя:
  

• 22 слайд

  где
  работа, совершаемая
  двигателем
  тогда
  КПД всегда меньше единицы, так как у всех двигателей некоторое количество теплоты
  передаётся холодильнику
  При
  двигатель не может работать
  

• 23 слайд

  Максимальное значение КПД
  тепловых двигателей (цикл Карно):
  

• 24 слайд

  Отрицательные последствия использования тепловых двигателей:
  Потепление климата
  Загрязнение атмосферы
  Уменьшение кислорода в атмосфере
  
  Решение проблемы:
  Вместо горючего использовать сжиженный газ.
  Бензин заменить водородом.
  Электромобили.
  Дизели.
  
  

• 25 слайд

  КПД тепловых двигателей