Презентация "Внутренняя энергия. Работа в термодинамике" 10 класс


Подписи к слайдам:
PowerPoint Presentation

Внутренняя энергия. Работа в термодинамике.

  • <number>

  • <number>

Внутренняя энергия

  • Сумма кинетических энергий хаотического движения всех частиц тела относительно центра масс тела (молекул, атомов) и потенциальных энергий их взаимодействия друг с другом называется внутренней энергией.
  • Кинетическая энергия частиц определяется скоростью, а значит - температурой тела.
  • Потенциальная - расстоянием между частицами, а значит - объемом.
  • Следовательно: U=U(T,V) - внутренняя энергия зависит от объема и температуры.
  • <number>

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа

  • Для идеального газа: U=U(T), т.к. взаимодействием на расстоянии пренебрегаем
  • или
  • Внутренняя энергия одноатомного идеального газа:
  • <number>

  • <number>

  • <number>

  • <number>

Работа в термодинамике

  • По третьему закону Ньютона:
  • Работа внешних сил над газом:
  • Работа газа:
  • <number>

  • <number>

  • <number>

Геометрический смысл работы

  • Работа численно равна площади под графиком процесса на диаграмме (p, V).
  • Величина работы зависит от того, каким путем совершался переход из начального состояния в конечное.
  • <number>

Домашнее задание:

  • П.75,76,77
  • Упр.15(1)
  • <number>

Модель. Работа газа

  • Модель. Работа газа
  • <number>

Количество теплоты

  • Q = cm(t02-t01) – нагревание (охлаждение)
  • Q=m - плавление (отвердевание)
  • Q = Lm - парообразование (конденсация)
  • Q = qm – сгорание топлива
  • <number>

Первый закон термодинамики

  • Обмен энергией между термодинамической системой и окружающими телами в результате теплообмена и совершаемой работы
  • <number>

Первый закон термодинамики

  • Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе:
  • Если А - работа внешних сил, а А' - работа газа, то А = - А' (в соответствии с 3-м законом Ньютона). Тогда:
  • другая форма записи первого закона термодинамики
  • <number>

Адиабатический процесс

  • Модель. Адиабатический процесс
  • Семейства изотерм (красные кривые) и адиабат (синие кривые) идеального газа.
  • <number>

Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам

  • Все работают с таблицей ( таблицы на столах)
  • <number>

Тепловые двигатели

  • Машины, преобразующие внутреннюю энергию в механическую работу, называют тепловыми двигателями
  • <number>

Термодинамический цикл

  • Круговой процесс на диаграмме (p, V).
  • <number>

Модель. Термодинамические циклы

  • Модель. Термодинамические циклы
  • <number>

Тепловой двигатель

  • КПД теплового двигателя
  • Кпд реальных двигателей:
  • турбореактивный - 20 -30%; карбюраторный - 25 -30%,
  • дизельный - 35-45%.
  • Энергетическая схема тепловой машины: 1 – нагреватель; 2 – холодильник; 3 – рабочее тело, совершающее круговой процесс.
  • <number>

Идеальная тепловая машина

  • Идеальная тепловая машина - машина Карно (Сади Карно, Франция, 1815)
  • Машина работает на идеальном газе.
  • 1 - 2 - при тепловом контакте с нагревателем газ расширяется изотермически.
  • 2 -3 - газ расширяется адиабатно.
  • После контакта с холодильником:
  • 3 -4 - изотермическое сжатие.
  • 4 -1 - адиабатное сжатие.
  • КПД идеальной машины:
  • Теорема Карно: кпд реальной тепловой машины не может быть больше кпд идеальной машины, работающей в том же интервале температур.
  • <number>

Модель. Цикл Карно

  • Модель. Цикл Карно
  • <number>

Второй закон термодинамики

  • Второй з-н термодинамики указывает направление возможных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов в природе.
  • Формулировка Р. Клаузиуса: невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах.
  • Формулировка У. Кельвина: невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы получение работы за счет теплоты, взятой от одного источника.
  • Невозможен тепловой вечный двигатель второго рода, т.е. двигатель, совершающий механическую работу за счет охлаждения какого-либо одного тела.
  • <number>

Процессы, запрещаемые 1 законом термодинамики

  • Циклически работающие тепловые машины, запрещаемые первым законом термодинамики: 1 – вечный двигатель 1 рода, совершающий работу без потребления энергии извне; 2 – тепловая машина с коэффициентом полезного действия η > 1
  • <number>

Процессы, запрещаемые 2 законом термодинамики

  • Процессы, не противоречащие первому закону термодинамики, но запрещаемые вторым законом: 1 – вечный двигатель второго рода; 2 – самопроизвольный переход тепла от холодного тела к более теплому (идеальная холодильная машина)
  • <number>