До уроку «Перший закон термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів»
Про матеріал
У вигляді опорної таблиці коротко подано теоретичний матеріал з теми «Перший закон термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до ізопроцесів» та наведено приклади розв'язання задач з теми. Для перевірки знань подано чотири варіанти самостійної роботи, яку можна використовувати як на уроці при розв'язанні задач з теми, так і при самостійній роботі учнів вдома.
ПЕРШИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ. ЗАСТОСУВАННЯ ПЕРШОГО ЗАКОНУ ТЕРМОДИНАМІКИ ДО ІЗОПРОЦЕСІВ
Перший закон термодинаміки – це закон збереження енергії для теплових процесів.
-
Зміна внутрішньої енергії
системи дорівнює сумі роботи А, виконаної над системою зовнішніми силами, і наданої їй кількості теплоти
.
Або
-
Кількість теплоти
, що надана системі, йде на збільшення її внутрішньої енергії
і виконання системою роботи. А' проти зовнішніх сил
Застосування І закону термодинаміки до різних процесів
|
Ізохорний процес V = const m= const |
ізобарний процес p = const m= const |
ізотермічний процес Т= const, m= const |
Адіабатний процес Q = 0 |
|
ΔV=0 |
Δp=0 |
ΔT=0 |
|
|
A = 0 |
|
ΔU=0 |
|
|
Q = ΔU |
Q = ΔU + A |
Q = A |
А = - ΔU |
|
|
A = pΔV
|
|
|
При розвязанні задач використовуємо:
При Р=соnst:
Для одноатомного газу
Для двоатомного газу
Приклади розв’язання задач
Задача 1. Як зміниться внутрішня енергія 640 г кисню при охолодженні його на 100К?
|
Дано:
|
Кисень є двоатомним газом, тож зміну внутрішньої енергії знайдемо за формулою:
|
|
|
Задача 2. При температурі 280 К і тискові
газ займає об’єм
. Яка робота виконана над газом по збільшенню його об’єму, якщо газ нагріто до 420 К при сталому тискові?
|
Дано:
P=const |
при сталому тискові роботу газу можно знайти за формулою:
A =
тоді
|
|
|
Задача 3. Кисень масою 160г нагріто ізобарно на 100К. Визначити роботу, яку виконано над газом при збільшенні його об’єму і змінення внутрішньої енергії цього газу.
|
Дано:
P=const |
при сталому тискові роботу газу можно знайти за формулою:
A =
|
|
|
Задача 4. На скільки змінилася внутрішня енергія газу, що виконав роботу 60 кДж, одержавши кількість теплоти 95 кДж?
|
Дано:
|
|
|
|
Задача 5. Яку кількість теплоти потрібно передати газу, щоб його внутрішня енергія збільшилася на 15 Дж і при цьому газ виконав роботу 25Дж?
|
Дано:
|
|
|
|
Задача 6. Чотири моля азоту нагріто при постійному тиску на 100 К. Визначити роботу розширення, змінення внутрішньої енергії газу і кількість теплоти, яку передано газу.
|
Дано:
P=const |
A =
A =
|
|
|
Самостійна робота
Варіант 1
- Над газом було виконано роботу 60 Дж, при цьому його внутрішня енергія збільшилася на 25 Дж. Отримав чи віддав тепло газ у цьому процесі? Яку саме кількість теплоти?
-
При ізохорному процесі газові передали
теплоти. Розрахувати зміну внутрішньої енергії і роботу по розширенню газу.
- При ізобарному розширенні 20 г водню його об’єм збільшився в двічі. Початкова температура газу 300 К. Визначити роботу розширення газу, зміну внутрішньої енергії і кількість теплоти, яку передано газу.
- Для ізобарного нагрівання 150 моль газу на 100 К йому передали кількість теплоти 550 кДж. Яку роботу виконав газ? Яка зміна його внутрішньої енергії?
Варіант 2
-
Газові при повільному ізотермічному процесі передано
теплоти. Яку роботу виконав газ? Що відбувається з його об’ємом?
-
Газ ізобарно збільшився в об’ємі в три рази при тискові
. Визначити початковий об’єм газу, якщо на збільшення його об’єму виконали роботу 12,9 кДж.
- На скільки змінилася внутрішня енергія газу, що виконав роботу 45кДж, одержавши кількість теплоти 80 кДж?
- Двоатомному газові надано 25 кДж теплоти. При цьому газ розширився при сталому тискові. Визначити роботу розширення газу і змінення його внутрішньої енергії.
Варіант 3
- Один кілограм кисню ізобарно нагріто від 268 до 400 К. Визначити роботу, яку виконано над газом при збільшенні його об’єму і зміну внутрішньої енергії цього газу.
- Визначити початкову температуру 0,56 кг азоту, якщо при ізобарному нагріванні до 370 К виконана робота 16,62 кДж на збільшення об’єму.
-
Газ при адіабатному процесі виконав роботу
. Як змінилась його внутрішня енергія? Що відбувалось з газом ( охолодження чи нагрівання)?
-
При ізобарному розширенні двоатомного газу при тискові
його об’єм збільшився на
. Визначити роботу розширення газу, змінення його внутрішньої енергії і кількість теплоти, яку передано газу.
Варіант 4
- Визначити змінення внутрішньої енергії 10 кг кисню при охолодженні від 358 до 273К.
- Визначити початкову температуру 560г азоту, якщо при ізобарному нагріванні до 370 К виконана робота 16,62 кДж на збільшення його об’єму.
- При адіабатному стисканні 5 моль одноатомного газу його температура підвищилась на 20 К. Яку роботу виконано ад газом?
- Двоатомному газові надано 14 кДж теплоти. При цьому газ розширився при сталому тискові. Визначити роботу розширення газу і змінення його внутрішньої енергії.



-
Гулич Руслан Петрович
03.04.2023 в 10:54
Загальна:
5.0
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
5.0
Відповідність темі
5.0
-
Ганжа Алла Гнатівна
21.09.2021 в 05:25
Загальна:
5.0
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
5.0
Відповідність темі
5.0
-
Бондар Галина Василівна
23.04.2021 в 10:21
Дякую
Загальна:
4.3
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
4.0
Відповідність темі
4.0
-
Шапошнікова Ірина
08.04.2021 в 09:13
Загальна:
5.0
Структурованість
5.0
Оригінальність викладу
5.0
Відповідність темі
5.0
Показати ще 1 відгук