Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Решение задач по теме «Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к различным изопроцессам»

Решение задач по теме «Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к различным изопроцессам»

Самые низкие цены на курсы профессиональной переподготовки и повышения квалификации!

Предлагаем учителям воспользоваться 50% скидкой при обучении по программам профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок".

Начало обучения ближайших групп: 18 января и 25 января. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (20% в начале обучения и 80% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru/kursy


СВИДЕТЕЛЬСТВО СРАЗУ ПОСЛЕ ПРОСМОТРА ВЕБИНАРА

Вебинар «Подростковая лень: причины, способы борьбы»

Просмотр и заказ свидетельств доступен только до 22 января! На свидетельстве будет указано 2 академических часа и данные о наличии образовательной лицензии у организатора, что поможет Вам качественно пополнить собственное портфолио для аттестации.

Получить свидетельство за вебинар - https://infourok.ru/webinar/65.html

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

Решение задач по теме «Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к различным изопроцессам»

Цели:

  1. Продолжить формирование умений устанавливать закономерности, анализировать изучаемый материал и делать выводы, применять знания в конкретных ситуациях;

  2. Активизировать познавательный интерес учащихся к предмету.

Познавательный (образовательный) аспект:

  • Продолжить освоение  следующих специальных понятий:   1 закон термодинамики,    применение 1 закона термодинамики к изопроцессам,  на уровне воспроизведения, применения по образцу и творческого применения.

  • Углубить представления о таких понятиях, как  идеальный газ, внутренняя энергия, изменение внутренней энергии, количество теплоты, работа внешних сил, работа газа.

  • Формировать специальные умения и навыки:    навык грамотного выполнения математических записей.

  • Расширить понимание  знаний и отношений:  связь изменения внутренней энергии тела с изменением температуры, соотношением между работой внешних сил и работой газа, поглощение и выделение тепла, связь между изменением внутренней энергии с работой, совершенной над системой и количеством теплоты.

  • Расширить представление  о  молекулярно кинетической теории, уравнении состояния идеального газа, уравнении изменения внутренней энергии одноатомного и двухатомного газа.

  • Продолжить формирование общеучебных умений и навыков: умения работать с  учебными материалами,  умения планировать, контролировать ход своей деятельности, умения работать во времени, умения работать со справочными материалами, умения осознанного чтения, умения находить рациональные пути выполнения работы, умения применять свои знания и навыки по математике при самостоятельном изучении темы  «Решение задач на применение 1 закона термодинамики».

Развивающий аспект:

  • Продолжить формирование научного, теоретического и диалектического  мировоззрения.

  • Продолжить формирование знаний о процессе научного познания.

  • Продолжить формирование представлений об единой физической картине мира, материальности мира.

  • Развивать умение логически мылить, умение анализировать и  систематизировать  знания, делать вывод при самостоятельном  «Решении задач на применение 1 закона термодинамики».

  • Развивать память, воображение, концентрацию внимания, наблюдательность.

  • Развивать  осмысленную самостоятельность.

Воспитательный аспект:

  • Продолжить формирование мировоззренческих позиций.

  • Продолжить формирование умения критично оценивать результаты.

  • Продолжить формирование сознательной дисциплины.

  • Продолжить формирование системы нравственных  ценностей (настойчивости, целеустремленности, трудолюбия), формирование отношений к себе, одноклассникам.

Тип урока:   урок закрепления знаний.

Ход урока

  1. Актуализация знаний

  • Вопросы для повторения

Что такое внутренняя энергия?


Внутренняя энергия это сумма кинетической энергии хаотического движения всех частиц, входящих в состав данного тела, и потенциальной энергии их взаимодействия друг с другом.

  1. Как изменяется внутренняя энергия твердого тела при: а) нагревании;

  2. б) охлаждении; в) плавлении?

а) увеличивается;

б) уменьшается;

в) увеличивается (за счет увеличения энергии взаимодействия молекул).

  1. Какие вы знаете способы изменения внутренней энергии?

Внутреннюю энергию тела можно изменить посредством теплопередачи, то есть без совершения работы (при контакте тел различной температуры), а также посредством совершения работы.

  1. Вы подержали в руке монету, и она нагрелась. Каков был в этом случае способ изменения внутренней энергии монеты?

Изменение посредством теплопередачи, то есть без совершения работы (при контакте тел различной температуры)

  1. Что такое количество теплоты? Какова единица количества теплоты?

Количество теплоты, получаемое телом – энергия, передаваемая телу извне в результате теплообмена. Единица измерения – Джоуль.

  1. Сформулируйте первый закон термодинамики.


Первый закон термодинамики: изменение внутренней энергии тела равно сумме количества теплоты, переданного телу, и работы, совершенной над телом: U=Q + А. Другая формулировка: количество теплоты, переданное телу, равно сумме изменения внутренней энергии тела и работы, совершенной телом: Q= U + A

  1. Какой раздел физики называют термодинамикой?


Термодинамика – раздел физики, изучающий общие законы тепловых явлений.


  1. Какой процесс называют адиабатным?

Процесс, происходящий без теплопередачи.

А= - U

  1. Как связано переданное телу количество теплоты с изменением внутренней энергии тела при изохорном процессе?

U=Q

Внутренняя энергия изменяется посредством теплопередачи.

  1. Изменяется ли внутренняя энергия идеального газа при изотермическом процессе, когда давление увеличивается?

Q = А

Внутренняя энергия не изменяетсяU=0.





  • Заполни таблицу правильно! Задания с использованием интерактивной доскиhello_html_m1a4e632d.png






























hello_html_4b030eb4.png



























hello_html_6bb5e1d0.png



























  1. Решение графических задач

hello_html_m180c8c59.png












hello_html_66f3e422.png



Определите знак работы

hello_html_2dbf46c4.png





hello_html_m7301e0c6.pnghello_html_m16bcf3e2.png































  1. Решение расчетных задач

  1. При изотермическом расширении идеальным газом совершена работа 15 кДж. Какое количество теплоты сообщено газу?

Дано:


А =15кДж=1,5∙104Дж

Т = const



Найти: Q ?


Решение:


При изотермическом процессе (Т = const) внутренняя энергия газа не меняется, то есть

U= 0. Тогда газ совершает механическую работу за счет сообщенного ему количества теплоты: Q = А. Таким образом, газу сообщено количество теплоты, равное

Q = 1,5∙104Дж= 15кДж



Ответ: Q= 15 кДж.
















  1. В закрытом баллоне находится газ. При охлаждении его внутренняя энергия уменьшилась на 500 кДж. Какое количество теплоты отдал газ? Совершил ли он работу?




Дано:


U= 500 Дж




Найти: Q ? А ?


Решение:


Газ находится в закрытом баллоне, следовательно, объем газа не меняется, то есть V = const и ∆ U= 0.

Газ работу не совершает, т. к. А = pV A= 0.

Тогда при изменении внутренней энергии газ отдает количество теплоты, равное Q =500 Дж (знак «» показывает, что газ выделяет количество теплоты).


Ответ: Q = 500 Дж; А = 0.















Дано:


m = 0,5 кг

V = const

t = 15С


Т = 15К

Ср = 920 Дж/кг∙°К




Найти: U ?


Решение:


Согласно первому закону термодинамики: ∆ U = Q + А Работа газа А = pV = 0, т. к. V = const, ∆ U= 0. То есть ∆ U= Q - внутренняя энергия газа увеличилась за счет получения количества теплоты.

Количество теплоты, полученное кислородом:

Q = Cpm∆ Т

где Сp - удельная теплоемкость кислорода при постоянном давлении (находят из таблиц).

Следовательно, ∆ U = Cp m ∙∆ Т;

U = 920 Дж/кг∙°К ∙ 0,5 кг ∙15К = 6900 Дж.



Ответ: U = 6900 Дж = 6,9 кДж.


  1. Вычислите увеличение внутренней энергии кислорода массой 0,5 кг при изохорном повышении его температуры на 15 °С.

















  1. В теплоизолированном цилиндре с поршнем находится азот массой 0,3 кг при температуре 20 °С. Азот, расширяясь, совершает работу 6705 Дж. Определите изменение внутренней энергии азота и его температуру после расширения.

Дано:


m = 0,3 кг

V = const

А‘ = 6705Дж

Сv = 745 Дж/кг∙°К




Найти: U ?

T2 ?


Решение:


Расширение азота происходит в теплоизолированном цилиндре, поэтому Q = 0 нет теплообмена с окружающей средой и первый закон термодинамики примет вид: ∆ U = А = А', где А - работа внешних сил, А' - работа системы.

Следовательно, внутренняя энергия газа при расширении уменьшается на 6705 Дж, т. е. ∆ U = 6705 Дж. Так как мерой изменения внутренней энергии является количество теплоты, то ∆ U = Cv m ∙∆ Т =Cv m ∙(Т2 Т1)

U = Cv m ∙Т2 Cv m ∙Т1


Т2 =



Ответ: U = - 6705 Дж ; Т2 = 263 °К; t2 = 10С
























  1. В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его нагревания на 4°С при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Определите изменение внутренней энергии воздуха, молярная масса которого 0,029 кг/моль.

Ответ: U = 3567 Дж = 3,567 кДж


  1. Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 400 моль, на 300 К ему сообщили количество теплоты 5,4 МДж. Определите работу газа и приращение его внутренней энергии.

Ответ: А' = 9,972 ∙106 Дж; ∆ U = 4,4 МДж

























  1. Проверка полученных знаний. hello_html_75f923bc.png



hello_html_m34e4791b.png

  1. Домашнее задание: упр. 15 (2,3,8)



























Идёт приём заявок на самые массовые международные олимпиады проекта "Инфоурок"

Для учителей мы подготовили самые привлекательные условия в русскоязычном интернете:

1. Бесплатные наградные документы с указанием данных образовательной Лицензии и Свидeтельства СМИ;
2. Призовой фонд 1.500.000 рублей для самых активных учителей;
3. До 100 рублей за одного ученика остаётся у учителя (при орг.взносе 150 рублей);
4. Бесплатные путёвки в Турцию (на двоих, всё включено) - розыгрыш среди активных учителей;
5. Бесплатная подписка на месяц на видеоуроки от "Инфоурок" - активным учителям;
6. Благодарность учителю будет выслана на адрес руководителя школы.

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

Автор
Дата добавления 11.09.2016
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров371
Номер материала ДБ-187209
Получить свидетельство о публикации

УЖЕ ЧЕРЕЗ 10 МИНУТ ВЫ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ДИПЛОМ

от проекта "Инфоурок" с указанием данных образовательной лицензии, что важно при прохождении аттестации.

Если Вы учитель или воспитатель, то можете прямо сейчас получить документ, подтверждающий Ваши профессиональные компетенции. Выдаваемые дипломы и сертификаты помогут Вам наполнить собственное портфолио и успешно пройти аттестацию.

Список всех тестов можно посмотреть тут - https://infourok.ru/tests

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