термодинам333333

1.

Основы
термодинамики

2.

3.

Термодинамика — раздел физики,
в котором изучаются процессы
изменения и превращения
внутренней энергии тел,
а также способы использования
внутренней энергии тел в двигателях.

4.

Термодинамические параметры:
Внутренняя энергия
Работа
Теплота
Обьём
Давление
Температура

5.

6.

7.

ЗАДАЧА
В баллоне
объемом 18 м3 находятся 10 кг
азота при температуре 100 ºС .
Молярная масса азота 28 · 10–
3 Универсальная газовая
постоянная 8,31 Дж/моль·К.
Каково давление этого газа?

8.

9.

1)Идеальный одноатомный газ находится в
сосуде объемом 0,6 м3 под
давлением 2*103Па. Определите внутреннюю
энергию этого газа в кДж
--------------------------------------------------------2)Идеальный одноатомный газ находится в
закрытом сосуде объёмом 0,6 м3 . При
охлаждении его внутренняя энергия
уменьшилась на 1,8 кДж. В результате давление
газа снизилось на ......

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

1)Какое количество теплоты требуется,
чтобы нагреть 0,25 кг воды с 30 °С до 50 °С?
----------------------------------------------------------2)Сколько энергии нужно затратить, чтобы
расплавить лёд массой 4 кг при температуре
0°С?
----------------------------------------------------------3)Сколько энергии выделится при сгорании
30 кг каменного угля?

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

3)Газ получает из внешней среды Q=1700
Дж ,при этом внутренняя энергия газа
возрастает на 250 Дж. Какую работу
совершает газ?
------------------------------------------------------4)Внутренняя энергия идеального газа
уменьшается на 400 Джоулей (т.е. U=- 400
Дж),при этом газ совершает работу A=450
Дж.Какое количество теплоты получил газ?

31.

Применение первого закона термодинамики к
изопроцессам.
1.Изотермический процесс.Т = const.
∆U =0,
Q = A/
2.Изохорный процесс.V = соnst;
A/ = 0.
Q = ∆U.
3.Изобарный процесс. Р = const
Q = ∆U + A/.
4.Адиабатный процесс -процесс, протекающий без
теплообмена
Q=0
. A/ = -∆U

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

Определите работу, совершаемую силой
давления идеального газа определённой массы
при переходе из состояния 1 в состояние 3

39.

40.

41.

На рисунке показан график изменения состояния
постоянной массы одноатомного идеального газа. В
этом процессе газ получил количество теплоты, равное 3
кДж. Какую работу совершил газ в этом процессе?
Насколько в результате этого увеличилась его
внутренняя энергия?

42.

Работа равна 5 кДж.
Количество теплоты, полученное газом, равно :

43.

44.

45.

46.

47.

ПРАВИЛА
1)Если изменение объема газа равно
нулю Δv=0, то и работа газа равна нулю
2)Если газ расширяется , то A>0 (газ
совершает положительную работу)
Первый закон термодинамики
. и
3)Если газ сужается
, то A<0,
говорят:"Внешние силы совершают
работу над газом " или " Работа газа
отрицательна

48.

При изобарном процессе (Р=const):
'
A = pΔV
P
1
2
P
Изобарное расширение
V
V1
V2
'
A >0

49.

Геометрическое
истолкование работы:
Работа, совершаемая газом в процессе его расширения
(или сжатия) при любом термодинамическом процессе,
численно равна площади под кривой, изображающей
изменение состояния газа на диаграмме (р,V).
P
P
Р1
P
1
S
Р2
V
V1
V2
S
V1
2
V2
V

50.

Уравнение теплового баланса
Если в замкнутой системе тела
обмениваются энергией и работа этими
телами не совершается, то суммарное
изменение внутренней энергии системы
равно нулю; тогда соответственно равна
нулю и сумма количеств теплоты,
полученных или отданных телами системы,
Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +...+Qn = 0

51.

52.

Первый закон термодинамики
Изменение внутренней
энергии системы при
переходе её из одного
состояния в другое равно
сумме работы внешних
сил и количества
теплоты, переданного
системе
ΔU = A+Q
Количество теплоты,
переданное системе,
идёт на изменение её
внутренней энергии и на
совершение системой
работы над внешними
телами
'
Q= ΔU + A

53.

54.

55.

56.

57.

58.

59.

60.

61.

62.

63.

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

64.

Принцип действия тепловых двигателей
Т1 – температура
нагревателя
Т2 – температура
холодильника
Q1 – количество
теплоты,
полученное от
нагревателя
Q2 – количество
теплоты, отданное
холодильнику

65.

Коэффициент полезного
действия (КПД) теплового
двигателя –
отношение работы А’, совершаемой двигателем, к
количеству теплоты, полученному от
нагревателя:
'
А
η=
Q1

66.

где
'
А = Q1−|Q2| -работа, совершаемая
двигателем
тогда
Q1−|Q2|
|Q2|
η=
= 1−
Q1
Q1
η< 1
При
КПД всегда меньше единицы, так
как у всех двигателей некоторое
количество теплоты
передаётся холодильнику
Т 1− Т 2= 0 двигатель не может работать

67.

Максимальное значение КПД
тепловых двигателей (цикл Карно):
T 1− T 2
ηmax =
T1

68.

Отрицательные последствия
использования тепловых
двигателей:
Потепление климата
Загрязнение атмосферы
Уменьшение кислорода в
атмосфере
КПД тепловых двигателей
Двигатель
Паровая
машина
1
Паровоз
8
20 - 30
Решение проблемы:
Вместо горючего использовать
сжиженный газ.
Бензин заменить водородом.
Электромобили.
Дизели.
На тепловых электростанциях
использовать скрубберы, в
которых сера связывается с
известью.
Сжигание угля в кипящем слое.
КПД, %
Карбюраторный двигатель
Газовая
турбина
36
Паровая
турбина
35 - 46
Ракетный
двигатель на
жидком топливе
47