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.
Або
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: = 640 г
|
Кисень є двоатомним газом, тож зміну внутрішньої енергії знайдемо за формулою: , де R=8,31
|
|
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 = знайдемо з рівняння ізобарного процесу:
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: = 160 г
P=const |
при сталому тискові роботу газу можно знайти за формулою:
A = , , R=8,31
|
|
Задача 4. На скільки змінилася внутрішня енергія газу, що виконав роботу 60 кДж, одержавши кількість теплоти 95 кДж?
Дано:
|
із першого закону термодинаміки знаходимо:
|
|
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 = , , R=8,31 A =
|
|
Самостійна робота
Варіант 1
Варіант 2
Варіант 3
Варіант 4