Термодинамика

Термодинамика – раздел физики, изучающий возможности использования внутренней энергии тел для

С точки зрения молекулярно-кинетической теории
внутренняя энергия вещества
=
кинетическая энергия всех атомов

Внутренняя энергия
Определение:
Внутренняя энергия тела – это сумма кинетической энергии хаотического

В каких процессах и каким образом может изменяться внутренняя энергия?
При

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

число молекул

кинетическая энергия одной молекулы

(NAk = R)

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа

Внутренняя энергия идеального двухатомного газа

Газ называется двухатомным, если каждая его молекула состоит

Так как

- уравнение Клапейрона – Менделеева,

то внутренняя энергия:

- для одноатомного

Решение задач

Сборник задач Рымкевича
№ 620, 624

Способы изменения внутренней энергии тела ΔU

Совершение работы (А)
над самим
телом телом

Виды теплопередачи:

теплопроводность

конвекция

излучение

- процесс передачи внутренней энергии от одной части тела к другой,

Рис 2. Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее

шерсть, волосы, перья птиц, бумага, пробка, стекло, керамика, древесина, солома, опилки,

Теплопроводность

► в твердых телах, жидкостях и газах;
►само вещество не переносится;
►приводит к

Конвекция

- перенос энергии самими струями жидкости или газа.

Рис 3. Конвекция

Конвекция

Рис 4. Конвекция: вращение бумажной вертушки.

Конвекция

►возникает в жидкостях и газах, невозможна в твердых телах и вакууме;
►само

Излучение

- перенос энергии в виде электромагнитных волн.

Рис 5. Излучение энергии Солнца

тело со светлой поверхностью

тело с темной поверхностью

медленнее нагревается

Рис 6 . Поглощение

Излучение

►происходит в любом веществе;
►чем выше температура тела, тем интенсивнее излучение;
►происходит

Поиграем

В каком доме теплее зимой,
если толщина стен одинакова?

теплее в

мальчику, сидящему у печки, энергия в основном передается теплопроводностью.

Каким способом

Какими способами происходит передача энергии от источника тепла к мальчику?

мальчику, 

В каком из этих вагонов перевозят скоропортящиеся продукты? Почему?

скоропортящиеся продукты

Почему водоплавающие птицы и другие животные не замерзают зимой?

мех, шерсть,

Почему оконные рамы делают двойными?

между рамами содержится воздух, который обладает

м

п

е

р

а

т

у

р

а

т

е

и

Величина, от которой зависит интенсивность излучения.

л

у

ч

е

н

и

е

з

т

е

п

л

о

п

е

р

е

д

а

ч

а

л

о

с

н

ц

е

в

о

з

д

у

х

е

р

а

б

о

т

а

м

с

е

р

е

б

р

о

у

у

к

а

в

э

н

е

р

г

и

я

к

о

н

в

е

к

ц

и

я

Вид теплопередачи, который может осуществляться

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

Количество теплоты – это энергия, которую получает или теряет тело при

Начертите таблицу по образцу

Нагревание.

Удельная теплоёмкость – это величина, численно равная количеству теплоты, которое получает

Парообразование (конденсация)

Величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для превращения при постоянной

Величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для превращения кристаллического вещества массой

Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты выделяется при полном сгорании топлива

Решение задач

Расчет работы в термодинамике

Работа в термодинамике

Работа газа:
(А′ - Работа, которую
совершает
сам газ)
Работа

Используя уравнение Менделеева-Клапейрона, получим:

Три различных пути перехода из состояния (1) в состояние (2).

Работа при изменении объема

При расширении работа газа положительна.
A = pΔV

Работа при циклических процессах

Полная работа за цикл А = А1

При осуществлении кругового процесса в направлении ВСDЕВ работа газа за цикл

Первый закон термодинамики

Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного

Первый закон термодинамики является обобщением опытных фактов. Согласно этому закону, энергия

АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС

Наряду с изохорным, изобарным и изотермическим процессами в термодинамике часто рассматриваются

На плоскости (p, V) процесс адиабатического расширения (или сжатия) газа изображается кривой,

Опыт "воздушное огниво". Возьмем толстостенный стеклянный цилиндр с поршнем. На дно

Опыт "туман в бутыли". Для него нам потребуются бутыль и насос,
изображенные

ПРИМЕНЕНИЕ

ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ

К РАЗЛИЧНЫМ ПРОЦЕССАМ

Начертите таблицу по образцу

ı закон термодинамики

Q = ΔU + A

Изобарный процесс A = p ΔV

Изотермический процесс

Изменение внутренней

Изотермический процесс

Первое начало термодинамики для изотермического процесса.

m=const
M=const
V=const

m=const
M=const
V=const

Изохорный процесс

Первое начало термодинамики для изохорного процесса.

m=const
M=const
p=const

Изобарный процесс

Первое начало термодинамики для изобарного процесса.

Адиабатный процесс

Первое начало термодинамики для адиабатного процесса.

Решение задач

Тепловые двигатели –
устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую.

Принцип действия тепловых двигателей

Т1 – температура нагревателя
Т2 – температура холодильника
Q1 –

Коэффициент полезного действия (КПД) теплового двигателя –
отношение работы А’, совершаемой

где

работа, совершаемая
двигателем

тогда

КПД всегда меньше единицы, так как у всех двигателей

Максимальное значение КПД
тепловых двигателей (цикл Карно):