Термодинамика

Термодинамика – раздел физики, изучающий тепловые процессы без учета молекулярного строения.
В основу термодинамического метода положен закон сохранения и превращения энергии:

Внутренняя энергия тела – энергия взаимодействия и движения частиц или сумма кинетической энергии хаотичного теплового движения молекул и потенциальной энергии их взаимодействия.
Для идеального газа энергия взаимодействия равна 0 Внутренняя энергия идеального газа – сумма кинетических энергий всех молекул.
Внутренняя энергия идеального газа:
Внутренняя энергия газа зависит только от температуры.

Задача 1
На сколько изменится внутренняя энергия гелия массой 200г при увеличении температуры на 20К ?

Теплообмен(теплопередача) – передача тепла от более нагретого к менее нагретому телу без совершения механической работы.
Способы передачи:

Нагревание/охлаждение:
Плавление/кристаллизация:
Парообразование/конденсация:
Сгорание топлива:

Задача 3
В медный калориметр массой 500 г, находившийся при температуре 20 °C, налили 200 г воды, температура которой была равна 50 °C. Через некоторое время, когда между водой и калориметром установилось тепловое равновесие, температура воды в нём оказалась равной 40 °C. Какое количество теплоты было отдано водой и калориметром в окружающую среду?

Задача 4
На рисунке показан график изменения температуры вещества t по мере поглощения им количества теплоты Q. Масса вещества равна 2 кг. Первоначально вещество было в твёрдом состоянии. Какова удельная теплота плавления вещества? Ответ приведите в килоджоулях на килограмм.

РАБОТА В ТЕРМОДИНАМИКЕ
При p=const:
При p=const:

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

Задача 5
Идеальный газ получил количество теплоты 300 Дж и совершил работу 100 Дж. Чему равно изменение внутренней энергии газа? Ответ дайте в джоулях.

Задача 6
В ходе некоторого процесса температура 1 моля аргона повышается на 100 К.
В этом процессе удельная теплоёмкость аргона постоянна и равна 1236,6 Дж/(кг · °C). Какую работу совершает аргон в этом процессе? Ответ выразите в джоулях и округлите до целого числа.

Тепловой двигатель – устройство, в котором происходит преобразование внутренней энергии в механическую.
Нагреватель – устройство для совершения работы за счет сжигания топлива в нем.
Рабочее тело – газ, расширение(сжатие) которого вызывает перемещение поршня.
Холодильник – тело, имеющее более низкую температуру, чем рабочее тело, и при контакте охлаждающее его.

КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ

Задача 7
Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы отдает холодильнику 100 Дж. Какое количество теплоты за цикл машина получает от нагревателя? (Ответ дайте в джоулях.)