Первый закон термодинамики

*
Самостоятельная работа
Что называется внутренней энергией?
Запишите формулу для работы газа.
От каких величин зависит внутренняя энергия идеального одноатомного газа?
Какая физическая величина вычисляется по формуле 3/2*р*V
При постоянном давлении 10^5 Па объём воздуха, находящийся в квартире увеличился на 20дм^3. Какую работу совершил газ?
Ответы.

*
Определите работу газа, совершаемую в процессах.
.
Ответы:
А`=0,4 МДж А`=7,5 *10^ 4 Дж
Решение задач:

*
Обсуждение вопросов:
Как рассчитать количество теплоты, необходимого для нагревания тела?
Что называется удельной теплоёмкостью?
Как рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости массой m, взятой при температуре кипения?
Что называется удельной теплотой парообразования, конденсации?
Запишите формулу для расчёт количества теплоты, необходимого для того, чтобы расплавить кристаллическое тело массой m , взятое при температуре плавления.
Что называется удельной теплотой плавления?
В каком случае в формулах используется знак «-»

*
Первый закон термодинамики- это закон сохранения энергии, распространённый на тепловые явления. Он показывает от каких причин зависит изменение внутренней энергии.
Причины изменения внутренней энергии:
Совершение работы над телом или самим телом.
Теплопередача с окружающими телами.

*
В общем случае при переходе системы из одного состояния в другое внутренняя энергия изменяется как за счёт совершения работы, так и за счёт передачи теплоты.

*
Формулировка закона для случая, если работа совершается над газом:
Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты , переданного системе.
ΔU = Q + A

*
Формулировка закона для случая, если работа совершает сам газ:
Количество теплоты, переданное системе, идёт на изменение её внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами
Q = ΔU + A`

*
Углубление знаний и умений
Какое количество теплоты получил идеальный газ, взятый в количестве двух молей при изобарном нагревании на 50 градусов Кельвина и как при этом изменилась его внутренняя энергия?
Ответ: Q =2077 Дж
Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 800 моль на 500 градусов Кельвина ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.
Ответ: ΔU =6,1 МДж
Решение.

*
Задача повышенной сложности
3.Объём кислорода массой 160г, температура которого 27 градусов Цельсия, при изобарном нагревании увеличился вдвое. Найти работу газа при расширении, количество теплоты, которое пошло на нагревание кислорода, а также изменение внутренней энергии.
Ответ: ΔU =31,3 КДж, Q = 43,8 КДж

*
Итоги урока
Параграф 80 (вопросы)
Упр. 15 (3, 11)

*
Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество энергии неизменно, она только переходит из одной формы в другую.
Закон сохранения энергии был установлен в середине ХIХ века на основе работ, выполненных несколькими знаменитыми учёными. Немецкий учёный Р. Майер высказал теоретические положения, англичанин Д. Джоуль провёл экспериментальные исследования, а немецкий физик Г. Гельмгольц вывел математическое выражение закона, обобщил и распространил полученные результаты на все явления природы.

*
Ответы к задачам №1, 2
1. А`=Р*ΔV=m/М*R*ΔT= =ν*R*ΔT
ΔU= 3/2*ν*R*ΔT
Q = ΔU + A`
Q = 3/2*ν*R*ΔT + ν*R*ΔT = 5/2* ν*R*ΔT =
=2,5*2моль*8,31Дж/моль*К**50К = 2077 Дж
2. . А`=ν* R*ΔT= 800моль*8,31Дж/мольК *500К= 33,24*10^4 Дж
ΔU = Q - A`
ΔU = Q - ν* R*ΔT = 9,4*10^6 Дж –800моль*8,31Дж/мольК *500К= 6,1 МДж
.

*
Решение сложной задачи
А`= Р*ΔV=m/М*R*ΔT
Так как V2/V1=T2/T1, T2/T1=2, T2 = 2*T1
Тогда А`= m/М*R*(2*T1-T1)
ΔU=5/2*m/M*R*ΔT=5/2*m/M*R*T1
Q = ΔU + A`=7/2*m/M*R*T1

*
Ответы на вопросы сам. работы.
Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул(или атомов) тела и потенциальной энергии взаимодействия всех молекул друг с другом.
А`=Р*ΔV
U=3/2*m/M*R*T
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа.
А`=Р*ΔV=10^5Па *50*10^3м^3= 2 кДж

*