Инфоурок / Физика / Конспекты / Решение задач по теме «Первый закон термодинамики. Применение первого закона термодинамики к различным изопроцессам»
Только сейчас Вы можете пройти дистанционное обучение на курсах повышения квалификации прямо на сайте "Инфоурок" со скидкой 40%. По окончании курсов Вы получите печатное удостоверение о повышении квалификации установленного образца (доставка удостоверения бесплатна).

Открыт приём заявок на новые курсы повышения квалификации:

- «Профилактическая работа в ОО по выявлению троллинга, моббинга и буллинга среди подростков» (108 часов)

- «Психодиагностика в образовательных организациях с учетом реализации ФГОС» (72 часа)

- «Укрепление здоровья детей дошкольного возраста как ценностный приоритет воспитательно-образовательной работы ДОО» (108 часов)

- «Профориентация школьников: психология и выбор профессии» (108 часов)

- «Видеотехнологии и мультипликация в начальной школе» (72 часа)

- «Патриотическое воспитание дошкольников в системе работы педагога дошкольной образовательной организации» (108 часов)

- «Психолого-педагогическое сопровождение детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ)» (72 часа)

- «Использование активных методов обучения в ВУЗе в условиях реализации ФГОС» (108 часов)

- «Специфика преподавания русского языка как иностранного» (108 часов)

- «Экологическое образование детей дошкольного возраста: развитие кругозора и опытно-исследовательская деятельность в рамках реализации ФГОС ДО» (108 часов)

- «Простые машины и механизмы: организация работы ДОУ с помощью образовательных конструкторов» (36 часов)

- «Федеральный государственный стандарт ООО и СОО по истории: требования к современному уроку» (72 часа)

- «Организация маркетинга в туризме» (72 часа)

Также представляем Вашему вниманию новый курс переподготовки «Организация тренерской деятельности по физической культуре и спорту» (300/600 часов, присваиваемая квалификация: Тренер-преподаватель).

Смотреть список всех 216 курсов со скидкой 40%

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

библиотека
материалов

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)





























Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

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

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 27 сентября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

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

Общая информация

Номер материала: ДБ-187209

Похожие материалы

2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации. Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии.

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

Конкурс "Законы экологии"