Изменение внутренней энергии газа в процессе теплообмена и совершения работы. Первое начало термодинамики. Лекция 5

Содержание

Слайд 2

Термодинамика

Термодинамика – раздел физики, изучающий связи и взаимопревращения различных видов энергии.
Физические системы,

Термодинамика Термодинамика – раздел физики, изучающий связи и взаимопревращения различных видов энергии.
состоящие из большого числа частиц – атомов или молекул, которые совершают тепловое движение и, взаимодействуя между собой, обмениваются энергиями, называются термодинамическими системами.
Термодинамическим процессом называется переход системы из начального состояния в конечное
через последовательность промежуточных состояний.

Слайд 3

Внутренняя энергия

Это сумма энергий
молекулярных взаимодействий и
энергии теплового движения молекул.
Внутренняя энергия

Внутренняя энергия Это сумма энергий молекулярных взаимодействий и энергии теплового движения молекул.
системы зависит только
от ее состояния и является однозначной функцией состояния.
Изменение состояния системы характеризуется
параметрами состояния – p, V, T.
Одному и тому же состоянию соответствует
определенное значение внутренней энергии U.

Слайд 4

Теплообмен

Процесс передачи внутренней энергии без совершения механической работы называется теплообменом.
Мерой энергии, получаемой

Теплообмен Процесс передачи внутренней энергии без совершения механической работы называется теплообменом. Мерой
или отдаваемой телом в процессе теплообмена, служит
физическая величина, называемая
количеством теплоты (Q).

Слайд 5

Теплоемкость

Теплоемкостью тела называют отношение количества теплоты, необходимого для повышения его температуры от

Теплоемкость Теплоемкостью тела называют отношение количества теплоты, необходимого для повышения его температуры
значения Т1 до значения Т2 к разности этих температур
ΔТ = Т2 – Т1.
Теплоемкость тела зависит от его природы.
Теплоемкость тела пропорциональна его массе.

С = Q / ΔТ

Слайд 6

Удельная теплоемкость

Удельная теплоемкость:
СИ: [с] = Дж/кг·К
Зная удельную теплоемкость, можно определить

Удельная теплоемкость Удельная теплоемкость: СИ: [с] = Дж/кг·К Зная удельную теплоемкость, можно
количество теплоты, необходимое для нагревания тела массой m от Т1 до Т2 :

c = С / m = Q / m ΔТ

Q = c·m·ΔТ = c·m·(Т2 – Т1)

Слайд 7

Первое начало термодинамики

Это закон сохранения и превращения энергии:
при разнообразных процессах, протекающих в

Первое начало термодинамики Это закон сохранения и превращения энергии: при разнообразных процессах,
природе, энергия не возникает из ничего и не уничтожается,
а превращается из одних видов в другие.
Невозможно построить перпетуум-мобиле первого рода,
то есть машину, производящую работу, но
не потребляющую эквивалентного количества энергии.

Слайд 8

Первое начало термодинамики (другие формулировки)

Изменение внутренней энергии тела равно
разности сообщенного телу количества

Первое начало термодинамики (другие формулировки) Изменение внутренней энергии тела равно разности сообщенного
теплоты и произведенной над ним механической работы.
Количество теплоты, сообщенное телу, идет
на увеличение его внутренней энергии и
на совершение телом работы над внешними телами.

ΔU = Q - А

Q = ΔU + А

Слайд 9

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Изобарный процесс
p = const, V, T -

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам Изобарный процесс p = const, V,
изменяются

Работа, совершаемая газом при изобарном расширении:
А = F·Δh = p·S (h2 – h1) = p·(S·h2 - S·h1) = р·(V2 – V1) = р·ΔV

А = р·ΔV

Работа при изобарном расширении газа равна
произведению давления газа на увеличение его объема.

Слайд 10

Работа при изобарном расширении газа

Работа - площадь, ограниченная графиком процесса,
осью абсцисс

Работа при изобарном расширении газа Работа - площадь, ограниченная графиком процесса, осью
и ординатами начала и конца процесса (abdc)

А

Слайд 11

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Изохорный процесс
V = const, р, T –

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам Изохорный процесс V = const, р,
изменяются
Т. к. V = const, то не совершается никакой работы против внешних сил: А = 0.
При изохорном нагревании вся сообщенная газу теплота полностью расходуется на увеличение его внутренней энергии:

Q = ΔU

Слайд 12

Работа при изохорном процессе

А = 0

Удельная теплоемкость газа при V = const:
СV

Работа при изохорном процессе А = 0 Удельная теплоемкость газа при V
= ΔU / m ΔT или ΔU = m СV ΔT
Изменение внутренней энергии идеального газа
пропорционально изменению его температуры.

Слайд 13

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Изотермический процесс
Т = const; V, p -

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам Изотермический процесс Т = const; V,
изменяются
Так как Т = const, то ΔТ = 0 , и ΔU = 0.

Q = А

При изотермическом нагревании вся теплота,
сообщенная газу, расходуется на совершение работы газа
против внешних сил.

Слайд 14

Работа при изотермическом расширении газа

Работа - площадь, ограниченная графиком процесса,
осью абсцисс

Работа при изотермическом расширении газа Работа - площадь, ограниченная графиком процесса, осью
и ординатами начала и конца процесса (abdc)

А

Слайд 15

Адиабатный процесс

Адиабатным (греч. «адиабатос» - непереходный) называется процесс, происходящий без теплообмена
с

Адиабатный процесс Адиабатным (греч. «адиабатос» - непереходный) называется процесс, происходящий без теплообмена
окружающими телами.
Работа совершается только за счет изменения
внутренней энергии газа:

А = - ΔU

Имя файла: Изменение-внутренней-энергии-газа-в-процессе-теплообмена-и-совершения-работы.-Первое-начало-термодинамики.-Лекция-5.pptx
Количество просмотров: 33
Количество скачиваний: 0