Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Другие методич. материалы / Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Физика

Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам

библиотека
материалов

Применение I закона ТЕРМОДИНАМИКИ к различным изопроцессам

изопроцесс


график изопроцесса


запись 1 закона термодинамики


U


физический смысл

1.Изохорное нагревание,

V = const


Процесс происходит, когда газ заключен в жёсткую теплопроводящую оболочку.

hello_html_286a6cb8.gif

hello_html_4bb030ce.gifp QV > 0

hello_html_m5b1adcfd.gif

hello_html_27679f6b.gifQV A'V = 0

hello_html_5eb7c0af.gifhello_html_7e1b1eb2.gif


hello_html_3043b2bc.gif0 V

(A' = p∙∆V; ∆V = 0, => A' = 0)



U = QV


U > 0


Внутренняя энергия газа увеличивается за счёт полного поглощения подводимой теплоты.

2.Изохорное охлаждение,

V = const


Процесс происходит, когда газ заключён в жесткую теплопроводящую оболочку.


hello_html_286a6cb8.gifhello_html_3043b2bc.gifhello_html_4bb030ce.gifp QV < 0

hello_html_m7ba89630.gif

hello_html_m5a7ea954.gifA'V = 0

hello_html_m1f64b04b.gifQV



0 V

(A'= p∙∆V; ∆V = 0, => A' = 0 )



U = QV


U < 0


Внутренняя энергия газа уменьшается за счёт передачи газом энергии при теплообмене.

3.Изобарное расширение (нагревание), p = const


V > 0, A'p = p∙∆V > 0,


V ˜T, то


V > 0 и ∆T > 0; => ∆U > 0.


Отсюда, Qp > 0, причём, Qp > A'p


phello_html_m67d5e5c2.gif

hello_html_m5a7ea954.gifQp QP > 0,

hello_html_m4a3f6d98.gifhello_html_m3931ccb2.gifhello_html_4cccf132.gifhello_html_m528b115e.gif

hello_html_4752d284.gifA'P A'P > 0,


hello_html_1d5f099d.gifQP > A'P ,

0 V

AP < 0



при Qp > A'p


U = Qp + Ap


(∆U = Qp - A'p)


Qp = ∆U + A'p


(Qp = ∆U - Ap)



U > 0


Количество теплоты, сообщаемое газу при изобаном нагревании, расходуется частично на увеличение вну-тренней энергии газа и частично на совершение рабо-ты газом при его расширении. Причем, в общем случае количество теплоты, сообщенное телу, не равно уве-личению его внутренней энергии .Энергия, сообщаемая газу путем теплообмена, превосходит энергию, отда-

ваемую газом путем совершения работы (Qp>Ap),что приводит к увеличению внутренней энергии и повыше-нию температуры газа.


4.Изобарное сжатие (охлаждение), p = const


V < 0, A'p = p∙∆V < 0,


и ∆V ˜ ∆T, то ∆T < 0,


и ∆V < 0; => Qp < 0.


т.к. Ap = - p∙∆V, то Ap > 0,

|Qp| > Ap


hello_html_286a6cb8.gifp QP < 0,

hello_html_1d5f099d.gifhello_html_764efa4.gifAp

hello_html_63d8411c.gifhello_html_4cccf132.gifhello_html_m12c04c4d.gifhello_html_m528b115e.gifAP > 0,

hello_html_1e02876a.gifQp

QP < A'P,


  1. V

A'P < 0


при Qp < A'p


U = Qp + Ap


(∆U = Qp - A'p)


Qp=∆U+A'p


(Qp=∆U-Ap)



U < 0


При изобарном охлаждении газ отдает часть своей внутренней энергии путем теплообмена и одновреме-енно приобретает энергию путем совершения рабо-ты над газом. При этом энергия, отдаваемая газом путем теплообмена, превосходит энергию, приобре-таемую газом путем совершения работы (|Qp|>A), что приводит к уменьшению внутренней энергии и понижению температуры газа.





изопроцесс


график изопроцесса


запись 1 закона термодинамики


U


физический смысл


5.Изотермическое

расширение, T = const.


Процесс может протекать только при наличии тепло-обмена.


phello_html_m23858cf9.gif

hello_html_m2742b9c0.gifhello_html_m446a8563.gifQТ AT < 0

hello_html_7e1b1eb2.gifhello_html_2738f074.gif

hello_html_6080b6d5.gifhello_html_m68b7bc5.gifhello_html_5e79240e.gifQТ = A'T QT < 0

hello_html_m77f41f20.gif

  1. V A'T < 0


QТ = -AТ


QТ = A'Т


U = 0


Внутренняя энергия газа остается без изменения за счёт того, что при изотермическом расшире-нии газ отдает энергию в окружающую среду путём совершения работы, равной энергии, при-обретаемой газом путем теплообмена.


6. Изотермическое

сжатие, T = const.


Процесс может протекать только при наличии тепло-обмена.

AT > 0


QТ < 0


A'T > 0

phello_html_m23858cf9.gif

hello_html_m2742b9c0.gifhello_html_m446a8563.gifAT

hello_html_2738f074.gifhello_html_5e79240e.gifQТ = A'T

hello_html_m57bc98a.gifhello_html_m68b7bc5.gif

hello_html_m77f41f20.gif

  1. V


QТ = -AТ


QТ = A'Т


U =0


Внутренняя энергия газа остается без изменения за счёт того, что энергия, приобретаемая газом при изотермическом сжатии путём совершения работы, равно энергии, отдаваемой газом путём теплообмена.



7. Адиабатное расширение.


Процесс, происходящий при отсутствии теплообмена между термодинамической системой и окружающей средой, называют адиабат-ным.


phello_html_m3dc91257.gif

hello_html_m44c1e937.gifQа = 0, Tа - понижается

hello_html_6d432f4.gifhello_html_4752d284.gifA'a

hello_html_6de0abbe.gifAа < 0


hello_html_m6ec242d7.gifA'а > 0

0 V


U = Aa


U = -A'a


U < 0


При адиабатном расширении находящегося в ци-линдре газа путем выдвигания поршня скорости, а значит, и кинетические энергии молекул, упруго отражающихся от удаляющегося поршня, будут меньшими, нежели при отражении от неподви-жного поршня.Отсюда следует, что внутренняя энергия, а значит, и температура газа уменьша-ются за счёт совершения работы газом.



8. Адиабатное сжатие.


Процесс, происходящий при отсутствии теплообмена между термодинамической системой и окружающей средой, называют адиабат-ным.



phello_html_m23858cf9.gif Qа = 0, Tа - повышается

hello_html_m2742b9c0.gifhello_html_m446a8563.gifАа

hello_html_2738f074.gifAа > 0

hello_html_2844370e.gif

hello_html_m77f41f20.gifA'T < 0

0 V


U = Aа


U = - A'а


U > 0


При адиабатном сжатии находящегося в цилин-дре газа путём выдвигания поршня скорости, а значит, и кинетические энергии молекул газа уп-руго отражающихся от приближающегося пор-шня, будут большими,нежели при отражении от неподвижного поршня. В результате молекулы газа приобретают дополнительную энергию, за счёт которой увеличивается внутренняя энер-гия, a следовательно, и температура газа.




Автор
Дата добавления 14.05.2016
Раздел Физика
Подраздел Другие методич. материалы
Просмотров99
Номер материала ДБ-080453
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх