Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Классному руководителю / Конспекты / Урок по физике по теме "Решение задач по теме «Основы термодинамики»"

Урок по физике по теме "Решение задач по теме «Основы термодинамики»"

  • Классному руководителю

Поделитесь материалом с коллегами:

Урок № 92

Решение задач по теме «Основы термодинамики»

Цели урока:

  1. Повторить основные формулы.

  2. Научиться применять полученные знания для решения задач.

  3. Провести анализ полученных результатов.

Ход урока:

1. Оргмомент

2. Актуализация опорных знаний

Основные формулы

  1. Уhello_html_m7b917ebb.gifравнение состояния идеального газа

(Менделеева – Клапейрона)


hello_html_m1be5970c.gif

Line 10

2. Внутренняя энергия

Line 11hello_html_5ac810ef.gif




hello_html_m11d3d0f2.gif

3. Работа газа


hello_html_14c526e2.gif

4. Работа внешних сил

AutoShape 11

hello_html_4f1842c0.gifнагревание


hello_html_476854f9.gif

горение

5. Количество теплоты

hello_html_5098cbe3.gifплавление


hello_html_m7207ba6b.gifпарообразование



3. Решение задач

Задача 1. В стальном баллоне находится гелий массой 0,5 кг при температуре 10 0С. Как изменится внутренняя энергия гелия, если его температура повысится до 30 0С?

Дhello_html_m16d93f16.gifано: “СИ” Решение.

m = 0,5 кг

t1 = 100С T1 = 283 0K

thello_html_5d956ccd.gif2 = 300C T2 = 3030K

M = 4*10-3 кг/моль

R = 8,31 Дж/моль К


ΔU - ? Найдём изменение внутренней энергии:

hello_html_m6c274f34.gif




hello_html_51cceb1e.gif



Ответ: ΔU =31,2 Дж.


Задача 2. Какова внутренняя энергия 5 моль кислорода при 10 0С?

Дано: “СИ” Решение.

n = 5 моль Кислород О2 – двухатомный газ.

thello_html_167b01be.gif = 10 0C 283 0K

R = 8,31 Дж/моль К

U - ?


hello_html_m371185d.gif




Ответ: U = 1,04 кДж

Задача 3. Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объёмом 50 м3 при давлении 60 кПа?

Дhello_html_43db8093.gifано: “СИ” Решение.

V = 50 м3

р = 80 кПа 8∙104 Па

U - ?





hello_html_4f10fee1.gif



Ответ: U = 6МДж

Задача 4. На рисунке приведён график зависимости давления газа от объёма. Найдите работу газа при расширении.

hello_html_m6c05594d.jpghello_html_3cafa3c0.gif

Решение. Газ расширяется изобарно, поэтому работа газа:

Значения р, V1 и V2 найдём из графика:

р = 7∙105 Па

V1 = 2∙10-3 м3

V2 = 9∙10-3 м3. Тогда:

А' = pΔV = p(V2V1).





Ответ: А‘ = 4,9 кДж

Задача 5. Какую работу совершает идеальный газ в количестве 2 моль при его изобарном нагревании на 5 0С?

Дhello_html_56fb8ebf.gifано: “СИ” Решение.

ν= 2 моль

p = const

Δt = 5 0C ΔT = 5 0K

R = 8,31 Дж/мольК

А - ?




hello_html_f612ea5.gif



Ответ: А‘ = 83,1 Дж

Задача 7. Для приготовления ванны вместимостью 200 л смешали холодную воду при температуре 10 0С с горячей водой при температуре 60 0С. Какие объёмы той и другой воды надо взять, чтобы температура установилась 40 0С?

Дано: “СИ”

V = 200 л 0,2 м3

t1хол = 10 0С T1хол = 283 0К

t2гор = 60 0С T2гор = 333 0K

t = 40 0C T = 313 0K

ρ = 103 кг/м3

с = 4200Дж/кг0К

V1 - ?

V2 - ?

Примечание: холодную и горячую воду можно рассматривать как замкнутую систему тел, так как при данных условиях нет теплообмена с окружающей средой.

Решение.

Кhello_html_m7de121c8.gifоличество теплоты, полученное холодной водой:

Кhello_html_5a2d2433.gifhello_html_c75618a.gifоличество теплоты, отданное горячей водой:

или

Уhello_html_m1e9ccaf.gifравнение теплового баланса:

hello_html_5ac171d.gif

hello_html_m8adb77e.gif









Ответ: V1 = 80 л, V2 = 120 л

Задача 8. В сосуд, содержащий воду массой 1,5 кг при температуре 15 0С, впускают водяной пар массой 200 г при температуре 100 0С. Какая общая температура установится после конденсации пара?

Дано: “СИ” Решение.

mhello_html_1403ca45.gif1 = 1,5 кг Количество теплоты, выделившееся

m2 = 200 г 0,2кг при конденсации пара:

thello_html_m29da8587.gif1 = 15 0C 288 0К Количество теплоты, выделившееся при

t2 = 100 0C 373 0К охлаждении воды, полученной из пара:

chello_html_m4a2564dc.gif = 4200 Дж/кг∙0К Количество теплоты, полученное

r = 2,3∙106 Дж/кг холодной водой:

t - ?

Зhello_html_m595d772c.gifhello_html_m45e83989.gifапишем уравнение теплового баланса:

или

Преобразуем выражение и выразим конечную температуру t.

hello_html_2d96ea90.gif





hello_html_676bc34.gif



Ответ: t = 57 0C

4. Итог урока, домашнее задание.

Краткое описание документа:

Цели урока:

  1. Повторить основные формулы.
  2. Научиться применять полученные знания для решения задач.
  3. Провести анализ полученных результатов.

Ход урока:

1. Оргмомент

2. Актуализация опорных знаний

Основные формулы

  1. Уравнение состояния идеального газа

(Менделеева – Клапейрона)

 

               

 

 

 

2. Внутренняя энергия

                       

 

 

 

 

 

 

3. Работа газа

 

   

 

 

4. Работа внешних сил

   

 

 

                                                             нагревание

 

   

 

 

                                                           горение

5. Количество теплоты

                                                           плавление

                                                         

 

                                                      парообразование

 

  . Решение задач

Задача 1. В стальном баллоне находится гелий массой 0,5 кг при температуре 10 0С. Как изменится внутренняя энергия гелия, если его температура повысится до 30 0С?

Дано:                                 “СИ”                                     Решение.

m = 0,5 кг

t1 = 100С                       T1 = 283 0K

t2 = 300C                        T2 = 3030K

M = 4*10-3 кг/моль

R = 8,31 Дж/моль К

 

ΔU - ?                                                        Найдём изменение внутренней энергии:

               

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: ΔU =31,2 Дж.

  

Автор
Дата добавления 16.03.2015
Раздел Классному руководителю
Подраздел Конспекты
Просмотров1440
Номер материала 445430
Получить свидетельство о публикации

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