Раздел физики - термодинамика

Июль 31, 2022

Главная
Физика
Раздел физики - термодинамика

Содержание

2. Содержание: Определение. Внутренняя энергия. Теплоемкость. Первый закон термодинамики. Работа в термодинамике. Количество теплоты. Уравнение теплового баланса.
3. Определение: Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии
4. Внутренняя энергия. Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. U=Kвсех
5. На каждую степень свободы приходится энергия Для идеального газа: =
6. Способы изменения внутренней энергии: Теплопроводность – это вид теплопередачи, осуществляющийся за счёт движения и взаимодействия частиц,
7. Теплоемкости Теплоемкость : Удельная теплоемкость: Молярная теплоемкость: Cвязь между молярной теплоемкостью и удельной: Физический смысл :
8. Опытным путем установлено: Первое начало термодинамики запрещает создание вечного двигателя первого рода (воображаемая машина, которая будучи
9. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам
10. О
11. Работа в термодинамике: Необходимым условием совершения работы является перемещение тела под действием силы. А - есть
12. Работа газа в изобарном процессе.
13. Как узнать работу в любом процессе. Работа в любом процессе: графически через первое начало термодинамики
14. Работа в круговом процессе: Круговой процесс – это процесс, в результате которого газ, выйдя из какого-либо
15. Количество теплоты. Количество теплоты есть функция процесса. Результатом передачи количества теплоты является только изменение внутренней энергии
16. Уравнение теплового баланса. Т Ж Г 1) Условия необходимые для процесса плавления: (аналогичные условия необходимы для
17. Кипение Конденсация
18. Тепловые машины. Второй закон термодинамики Необратимый процесс- процесс ,который может самопроизвольно протекать только в одном направлении
19. Второй закон термодинамики (формулировка Р. Клаузиуса): невозможен круговой процесс, единственным результатом которого была бы передача энергии
20. Третий закон термодинамики: Рассматривает поведение термодинамической системы при . Из третьего закона термодинамики вытекает недостижимость .
21. Круговой процесс. Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс (цикл) – процесс, при котором система, пройдя ряд
22. Обратимые и необратимые процессы Обратимый процесс- процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в
23. Тепловые двигатели Тепловая машина – это машина, в которой внутренняя энергия топлива превращается в механическую.
24. КПД: Для любой тепловой машины , реальной и идеальной. Машина идеальная, т.к. при заданных температурах нагревателя
25. Задачи: Идеальный одноатомный газ, взятый в количестве n моль , нагревают при постоянно давлении . Какое
26. Один моль идеального газа находится в цилиндре под поршнем при температуре T1 . Газ при постоянном
27. 2
30. 2
31. m1 1+m1m2 1 + m1m2 2 + m2 2 – m1 1+ 2m1 1m2 2–m2 2
33. T4
38. Скачать презентацию

Слайд 2

Содержание:
Определение.
Внутренняя энергия.
Теплоемкость.
Первый закон термодинамики.
Работа в термодинамике.

Количество теплоты.
Уравнение теплового баланса.
Второй и третий законы
термодинамики.
Круговой процесс. Обратимые и
необратимые процессы.
Тепловые двигатели и холодильные
машины.
Задачи.

Слайд 3

Определение:
Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются общие свойства

макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия , и процессы перехода между этими состояниями.

Слайд 4

Внутренняя энергия.
Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из

которых состоит тело.
U=Kвсех частиц + Пвсех частиц .
Идеальный газ – идеализированная модель, согласно которой считают , что:
Собственный объём молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда.
Между молекулами отсутствуют силы взаимодействия.
Столкновения молекул газа между собой и стенками сосуда абсолютно упругие.

Слайд 5

На каждую степень свободы приходится энергия
Для идеального газа:
=

Слайд 6

Способы изменения внутренней энергии:
Теплопроводность – это вид теплопередачи, осуществляющийся за счёт

движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело
Конвенция – вид теплопередачи, осуществляющийся за счет движения слоев жидкости или газа.
Излучение- вид теплопередачи, осуществляющийся за счёт энергии электромагнитных волн.
Количественная характеристика – количество теплоты Q
Q – это энергия, которую тело получает или отдает в процессе теплопередачи.

Слайд 7

Теплоемкости
Теплоемкость :
Удельная теплоемкость:
Молярная теплоемкость:
Cвязь между молярной теплоемкостью и удельной:
Физический смысл

: если
то С численно равна Q

C – это энергия , которую нужно сообщить телу, чтобы изменить Т на 1К

Физический смысл: если
, ,то численно равно Q.

Физический смысл: если
,то
численно равен Q.

Слайд 8

Опытным путем установлено:
Первое начало термодинамики запрещает создание вечного двигателя первого

рода (воображаемая машина, которая будучи раз пущена в ход совершала бы работу неограниченно долго, не потребляя энергию извне).

Первое начало термодинамики

, где Q-количество теплоты , переданное системе
А' – работа внешних сил.

Указывает на убыль внутренней энергии.

Как только исчерпается внутренняя энергия, тело прекратит работу.

Слайд 9

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Слайд 10

О

Слайд 11

Работа в термодинамике:
Необходимым условием совершения работы является перемещение тела под действием

силы.
А - есть функция процесса, результатом совершения работы может быть как изменение внутренней энергии, так и изменение его механической энергии .

Слайд 12

Работа газа в изобарном процессе.

Слайд 13

Как узнать работу в любом процессе.
Работа в любом процессе:
графически
через первое начало

термодинамики

Слайд 14

Работа в круговом процессе:
Круговой процесс – это процесс, в результате которого

газ, выйдя из какого-либо состояния, вновь к нему возвращается.

Слайд 15

Количество теплоты.
Количество теплоты есть функция процесса.
Результатом передачи количества теплоты является только

изменение внутренней энергии этой системы.
Тепловые процессы : нагревание и охлаждение.
Парообразование и конденсация
Если m=1 кг ,тогда L=Q(численно) . L – показывает какое количество теплоты необходимо сообщить телу m=1 кг ,взятому при температуре кипения, чтобы его полностью испарить.
Плавление и кристаллизация
Сгорание топлива
q – удельная теплота сгорания топлива.

,где L – удельная теплота парообразования.

Слайд 16

Уравнение теплового баланса.
Т Ж Г
1)
Условия необходимые для процесса плавления:
(аналогичные условия необходимы

для кипения)
Плавление
(кристаллизация)

Слайд 17

Кипение
Конденсация

Слайд 18

Тепловые машины. Второй закон термодинамики
Необратимый процесс- процесс ,который может самопроизвольно протекать

только в одном направлении , в обратном направлении он может протекать как одно из звеньев более сложного процесса.
1)
2)
3) Переход механической энергии во внутреннюю энергию.

Слайд 19

Второй закон термодинамики (формулировка
Р. Клаузиуса): невозможен круговой процесс, единственным результатом

которого была бы передача энергии от холодного тела к горячему.
Второй закон термодинамики (формулировка Кельвина):
Невозможен круговой процесс, единственным результатом которого является превращение теплоты, полученной от нагревателя, в эквивалентную ей работу.
Одна из формулировок второго начала термодинамики:
Вечный двигатель второго рода – периодически действующее устройство, совершающее работу за счёт одного источника теплоты, - невозможен.

Слайд 20

Третий закон термодинамики:
Рассматривает поведение термодинамической системы при . Из третьего закона

термодинамики вытекает недостижимость .

Слайд 21

Круговой процесс. Обратимые и необратимые процессы.
Круговой процесс (цикл) – процесс, при

котором система, пройдя ряд
состояний, возвращается в исходное.
Работа при расширении положительна, при сжатии – отрицательна.
Работа за цикл определяется площадью, охватываемой замкнутой кривой.

Если за цикл А>0, то цикл называется прямым (рис.а),если за цикл А<0,(цикл протекает против часовой стрелки), то цикл называется обратным (рис.б).

Слайд 22

Обратимые и необратимые процессы
Обратимый процесс- процесс, при котором система, пройдя через

ряд состояний, возвращается в исходное.
При этом если такой процесс происходит сначала в прямом, а потом в обратном направлении и система возвращается в исходное положение, то в окружающей среде и в этой системе не происходит никаких изменений.
Всякий процесс, неудовлетворяющий этим условиям, является необратимым.
Обратимые процессы – это идеализация реальных процессов.

Слайд 23

Тепловые двигатели
Тепловая машина – это машина, в которой внутренняя энергия

топлива превращается в механическую.

Слайд 24

КПД:
Для любой тепловой машины , реальной и идеальной.
Машина

идеальная, т.к. при заданных температурах нагревателя и холодильника она имеет

Только для идеальной машины.

Слайд 25

Задачи:
Идеальный одноатомный газ, взятый в количестве n моль , нагревают при

постоянно давлении . Какое количество теплоты ∆Q следует сообщить газу , чтобы средняя квадратичная скорость его молекул увеличилась в N раз ? Начальная температура газа равна Т0.(6.9)
Поршень массы М ,замыкающий объем V0 с одноатомным газом при давлении р0 и температуре Т0 , толчком приобретает скорость U . Оцените температуру T и объем газа V при максимальном сжатии. Система теплоизолирована . Теплоемкостями поршня и сосуда пренебречь. (8.14)
В горизонтально расположенной трубке могут без трения двигаться два поршня массами m1 и m2 ,между которыми содержится идеальный газ в количестве n молей, имеющий температуру T . Поршням толчком сообщают скорости V1 и V2 ,направленные вдоль оси трубы навстречу друг другу. Найти максимальную температуру газа Tmax, если его масса m«m1, m«m2 .Число степеней свободы газа равно I .Система теплоизолирована и находится в вакууме. Теплоемкостью трубы и поршней пренебречь. (8.17)

Слайд 26

Один моль идеального газа находится в цилиндре под поршнем при температуре

T1 . Газ при постоянном давлении нагревают до температуры T2 , затем при постоянном объеме нагревают до температуры T3 . Далее газ охлаждают при постоянном давлении, и его объем доходит при этом до первоначального значения. Затем газ при постоянном объеме возвращают в начальное состояние. Какую работу совершил газ за цикл?(9.8)
На p,V- диаграмме изображены графики двух циклических процессов, которые проводят с одноатомным газом: 1-2-3-4 и 1-3-4-1 . У каждого из циклов КПД больше и во сколько раз?(9.11)
В ходе цикла Карно рабочее вещество получает от нагревателя количество теплоты Qв=300 кДж. Температуры нагревателя и холодильника равны соответственно Тн = 450 К и Тх = 280 К.Определите работу А, совершаемую рабочим веществом за цикл.(9.2)
В сосуд, содержащий воду массой m1= 2 кг при температуре t1 = 5, положили кусок льда массой m2 = 5 кг при температуре t2= -40. Найти температуру и объем смеси после установления равновесия. (10.1)

Слайд 27

2

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

2

Слайд 31

m1 1+m1m2 1 + m1m2 2 + m2 2 –

m1 1+ 2m1 1m2 2–m2 2
+i RT= i RTmax
m1m2( 1+ 2 +2 1 2)
m1m2( 1+ 2)+i RT(m1+m2)
Tmax =

Слайд 32

Слайд 33

T4

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 36

Раздел физики - термодинамика

Содержание

Содержание: Определение. Внутренняя энергия. Теплоемкость. Первый закон термодинамики. Работа в термодинамике.

Определение:Термодинамика – это раздел физики, в котором изучаются общие свойства

Внутренняя энергия.Внутренняя энергия - это энергия движения и взаимодействия частиц, из

На каждую степень свободы приходится энергияДля идеального газа:=

Способы изменения внутренней энергии:Теплопроводность – это вид теплопередачи, осуществляющийся за счёт

ТеплоемкостиТеплоемкость :Удельная теплоемкость:Молярная теплоемкость:Cвязь между молярной теплоемкостью и удельной:Физический смысл

Опытным путем установлено: Первое начало термодинамики запрещает создание вечного двигателя первого

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

О

Работа в термодинамике:Необходимым условием совершения работы является перемещение тела под действием

Работа газа в изобарном процессе.

Как узнать работу в любом процессе.Работа в любом процессе:графическичерез первое начало

Работа в круговом процессе:Круговой процесс – это процесс, в результате которого

Количество теплоты.Количество теплоты есть функция процесса.Результатом передачи количества теплоты является только

Уравнение теплового баланса.Т Ж Г1)Условия необходимые для процесса плавления:(аналогичные условия необходимы

Кипение Конденсация

Тепловые машины. Второй закон термодинамики Необратимый процесс- процесс ,который может самопроизвольно протекать

Второй закон термодинамики (формулировка Р. Клаузиуса): невозможен круговой процесс, единственным результатом

Третий закон термодинамики:Рассматривает поведение термодинамической системы при . Из третьего закона

Круговой процесс. Обратимые и необратимые процессы.Круговой процесс (цикл) – процесс, при

Обратимые и необратимые процессыОбратимый процесс- процесс, при котором система, пройдя через

Тепловые двигатели Тепловая машина – это машина, в которой внутренняя энергия

КПД:Для любой тепловой машины , реальной и идеальной.Машина

Задачи:Идеальный одноатомный газ, взятый в количестве n моль , нагревают при