тема 2.2 основы термодинамики (1)

1.

ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - ВООБРАЖАЕМОЕ УСТРОЙСТВО,
СПОСОБНОЕ БЕСКОНЕЧНО СОВЕРШАТЬ РАБОТУ БЕЗ ЗАТРАТ
ТОПЛИВА ИЛИ ДРУГИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ
Конструкция
вечного двигателя,
основанного на
законе Архимеда
Одна из древнейших
конструкций вечного
двигателя

2.

Закон сохранения энергии
Р. Майер (нем.), Д. Джоуль (англ.), Г. Гельмгольц (нем.) – XIX в..
ЭНЕРГИЯ В ПРИРОДЕ НЕ ВОЗНИКАЕТ ИЗ
НИЧЕГО И НЕ ИСЧЕЗАЕТ:
КОЛИЧЕСТВО
ЭНЕРГИИ
НЕИЗМЕННО,
ОНА
ТОЛЬКО
ПЕРЕХОДИТ ИЗ ОДНОЙ ФОРМЫ В ДРУГУЮ.

3.

ТЕРМОДИНАМИКА
РАЗДЕЛ
ФИЗИКИ, В КОТОРОМ С
НАИБОЛЕЕ ОБЩИХ ПОЗИЦИЙ (БЕЗ
ОБРАЩЕНИЯ
К
МОЛЕКУЛЯРНЫМ
ПРЕДСТАВЛЕНИЯМ)
РАССМАТРИВАЮТСЯ
ПРОЦЕССЫ
ОБМЕНА
ЭНЕРГИЕЙ
МЕЖДУ
ИЗУЧАЕМЫМ ОБЪЕКТОМ ( ИДЕАЛЬНЫМ
ГАЗОМ ) И ОКРУЖАЮЩЕЙ ЕГО СРЕДОЙ.

4.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ
МАКРОСКОПИЧЕСКОГО ТЕЛА
СУММА КИНЕТИЧЕСКИХ
ЭНЕРГИЙ
БЕСПОРЯДОЧНОГО
ДВИЖЕНИЯ ВСЕХ МОЛЕКУЛ
(АТОМОВ) ТЕЛА И
ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭНЕРГИЙ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВСЕХ
МОЛЕКУЛ ДРУГ С ДРУГОМ
(НО НЕ С МОЛЕКУЛАМИ
ДРУГИХ ТЕЛ)

5.

СВЯЗЬ МЕЖДУ ВНУТРЕННЕЙ
ЭНЕРГИЕЙ И ТЕМПЕРАТУРОЙ
,
где
U – внутренняя энергия,
m – масса газа,
М – молярная масса,
R = 8,31 Дж/(моль · К) – универсальная газовая постоянная
Т – абсолютная температура
Анализ: U ~ T; U ~ m; ∆U ~ ∆T

6.

СПОСОБЫ ИЗМЕНЕНИЯ
ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ
передача
теплоты Q
совершение
работы

7.

РАБОТА ГАЗА
А = p(V2 – V1) = p∆V
Если газ сжимают, то А<0;
Если газ расширяется, то А>0.

8.

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ

9.

ИЗМЕНЕНИЕ ∆U ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ
∆U = U2 – U1 = ± А ± Q
Знаки «+» относятся к
случаям, когда газ
приобретает энергию
( энергия поступает от
окружающих тел к газу)
Знаки «-» относятся к
случаям, когда энергия
поступает от газа к
окружающим телам.

10.

∆U = ± А ± Q
ЕСЛИ РАБОТА ВНЕШНИХ
СИЛ >0 И И ГАЗУ
СООБЩАЕТСЯ Q:
∆U
=А +Q
ЕСЛИ ГАЗ СОВЕРШАЕТ
РАБОТУ ЗА СЧЕТ СВОЕЙ
ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ И
ОТДАЕТ ТЕПЛО:
∆U=-А -Q
ЕСЛИ РАБОТА ВНЕШНИХ
СИЛ >0 И ЧАСТЬ ЭНЕРГИИ
ОТДАЕТСЯ В ОКРУЖАЮЩУЮ
СРЕДУ:
∆U
A
Q
∆U = А - Q

11.

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ИЗ
ОДНОГО СОСТОЯНИЯ В ДРУГОЕ РАВНО СУММЕ РАБОТЫ
ВНЕШНИХ СИЛ И КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ ПЕРЕДАННОГО
СИСТЕМЕ:
∆U =
А +Q
ЕСЛИ САМ ГАЗ СОВЕРШАЕТ ПОЛОЖИТЕЛЬНУЮ РАБОТУ, ТО
ЗАКОН ПРИНЯТО ЗАПИСЫВАТЬ В ВИДЕ:
Q=
А + ∆U

12.

ИЗОБАРНОЕ РАСШИРЕНИЕ:
ПРИ ИЗОБАРНОМ ПРОЦЕССЕ ГАЗ
ПОЛУЧАЕТ
ТЕПЛОТУ.
ЧАСТЬ
ТЕПЛОТЫ
ИДЕТ
НА
СОВЕРШЕНИЕ ГАЗОМ РАБОТЫ
(ОБЪЕМ ГАЗА УВЕЛИЧИВАЕТСЯ),
ЧАСТЬ
–
НА
ПРИРАЩЕНИЕ
ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ГАЗА.

13.

14.

НЕВОЗМОЖНОСТЬ СОЗДАНИЯ
ВЕЧНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ЕСЛИ К СИСТЕМЕ НЕ ПОСТУПАЕТ ТЕПЛО, ТО РАБОТА
ГАЗА МОЖЕТ БЫТЬ СОВЕРШЕНА ТОЛЬКО ЗА СЧЕТ УБЫЛИ
СОБСТВЕННОЙ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ.
ПОСЛЕ ТОГО КАК ЗАПАС ЭНЕРГИИ ОКАЖЕТСЯ
ИСЧЕРПАННЫМ, ДВИГАТЕЛЬ ПЕРЕСТАЕТ РАБОТАТЬ.

15.

ЗАДАНИЕ №1. ГАЗ В СОСУДЕ СЖАЛИ, СОВЕРШИВ
РАБОТУ 25 ДЖ. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ГАЗА
ПРИ ЭТОМ УВЕЛИЧИЛАСЬ НА
30 ДЖ.
СЛЕДОВАТЕЛЬНО
1. газ получил извне количество теплоты, равное 5 Дж
2. газ получил извне количество теплоты, равное 55 Дж
3. газ отдал окружающей среде количество теплоты,
равное 5 Дж
4. газ отдал окружающей среде количество теплоты,
равное 55 Дж

16.

В ТЕПЛОВОМ ДВИГАТЕЛЕ ГАЗ
ПОЛУЧИЛ 300 ДЖ ТЕПЛА И СОВЕРШИЛ РАБОТУ 36
ДЖ. КАК ИЗМЕНИЛАСЬ ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ
ГАЗА?
ЗАДАНИЕ
№2.
1. уменьшилась на 264 Дж
2. уменьшилась на 336 Дж
3. увеличилась на 264 Дж
4. увеличилась на 336 Дж
Ответ: 3.увеличилась на 264 Дж

17.

ЧЕМУ
РАВНО
ИЗМЕНЕНИЕ
ВНУТРЕННЕЙ
ЭНЕРГИИ
ГАЗА,
ЕСЛИ
ЕМУ
ПЕРЕДАНО КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ 300 ДЖ И
ВНЕШНИЕ СИЛЫ СОВЕРШИЛИ РАБОТУ 500 ДЖ?
ЗАДАНИЕ
№3.
1. -200Дж
2.600 Дж
3. 800Дж
4. -800Дж
Ответ: 3. 800 Дж

18.

ЗАДАНИЕ №4. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ГИРИ
УВЕЛИЧИВАЕТСЯ, ЕСЛИ
1. гирю поднять на 2 м
2. гирю нагреть на 2о С
3. увеличить скорость гири на 2 м/с
4. подвесить гирю на пружине, которая
растянется на 2 см
Ответ: 2. гирю нагреть на 2о С

19.

1.подвесить гирю на пружине, которая растянется на 2 см
Задание №5. НА РИСУНКАХ А, Б ПРИВЕДЕНЫ ГРАФИКИ ДВУХ
ПРОЦЕССОВ 1-2, 3-4, ПРОИСХОДЯЩИХ С 1 МОЛЬ ГЕЛИЯ.
УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ГРАФИКАМИ И
УТВЕРЖДЕНИЯМИ.
УТВЕРЖДЕНИЯ:
1. Над газом совершают работу, при
этом его внутренняя энергия
увеличивается.
2. Над газом совершают работу, при
этом газ отдает положительное
количество теплоты.
3. Газ получает положительное
количество теплоты и совершает
работу.
4. Газ получает положительное
количество теплоты, при это его
внутренняя энергия увеличивается.
Рис. А
Рис.Б
Ответ:
А
Б
4
2

20.

ИНФОРМАЦИЯ О ДОМАШНЕМ
ЗАДАНИИ
1. § 78 СТР. 257-259
2. ЗАДАНИЯ ЕГЭ
А1-А5 СТР. 259

21.

ТРИ ПУТИ ВЕДУТ К ПОЗНАНИЮ:
• ПУТЬ РАЗМЫШЛЕНИЯ – ЭТО ПУТЬ
САМЫЙ БЛАГОРОДНЫЙ,
• ПУТЬ ПОДРАЖАНИЯ – ЭТО ПУТЬ
САМЫЙ ЛЕГКИЙ,
• И ПУТЬ ОПЫТА – ЭТО ПУТЬ
САМЫЙ ГОРЬКИЙ.
КОНФУЦИЙ
ДРЕВНИЙ МЫСЛИТЕЛЬ И ФИЛОСОФ
КИТАЯ

22.

ПОПРОБУЙТЕ ОЦЕНИТЬ СВОЮ
РАБОТУ НА УРОКЕ ПО 10БАЛЬНОЙ ШКАЛЕ:
1.КАК Я УСВОИЛ МАТЕРИАЛ?
- ПОЛУЧИЛ ПРОЧНЫЕ ЗНАНИЯ, УСВОИЛ ВЕСЬ МАТЕРИАЛ - 9
- 10 Б
- УСВОИЛ НОВЫЙ МАТЕРИАЛ ЧАСТИЧНО - 7 - 8 БАЛЛОВ.
- МАЛО, ЧТО ПОНЯЛ, НЕОБХОДИМО ЕЩЕ ПОРАБОТАТЬ - 4 –
5 БАЛЛОВ.
2.КАК Я РАБОТАЛ? ГДЕ ДОПУСТИЛ ОШИБКИ?
УДОВЛЕТВОРЕН ЛИ СВОЕЙ РАБОТОЙ?
- СО ВСЕМИ ЗАДАНИЯМИ СПРАВИЛСЯ САМ, УДОВЛЕТВОРЕН
СВОЕЙ РАБОТОЙ – 9 – 10 БАЛЛОВ.
- ДОПУСТИЛ ОШИБКИ – 7 – 8 БАЛЛОВ.
- НЕ СПРАВИЛСЯ 4 – 6 БАЛЛОВ.
3.СФОРМУЛИРУЙТЕ ВАШЕ МНЕНИЕ ОБ УРОКЕ,
ВАШИ ПОЖЕЛАНИЯ.

23.

СПАСИБО!