Робота в термодинаміці

Робота в термодинаміціФізика 10 кл. Делій О М

Внутрішня енергія ідеального одноатомного газу. U – внутрішня енергія (Дж)m – маса газу (кг)M – молярна маса газу (кг/моль)R – універсальна газова стала R=8,31 T – температура в Кельвінах (t+273=Т)

Або, якщо відомі тиск і об'єм газу, то можна використати формулу: P – тиск газу в Па. V – об'єм газу в м3

s

Робота ідеального газу. Робота позначається літерою А і вимірюється в Дж. Якщо над газом виконують роботу (стискають), то при цьому його об'єм зменшується. Така робота вважається від'ємною. А<0 Якщо газ виконує роботу (розширюється), то при цьому його об'єм збільшується. Така робота вважається додатньою. А>0 Якщо об'єм газу не змінюється, то газ роботи не виконує. А=0

Якщо тиск газу не змінюється, то робота обчислюється за формулою: А=p∆V=p(V2-V1)

А=p∆V=p(V2-V1)

А=0 т.я. V=Const

Робота газу чисельно дорівнює площі під графіком в координатах p(V)

Якщо графік в координатах p(V) – це замкнута фігура, то робота газу чисельно дорівнює площі даної фігури

Задача 1. Обчислити роботу газу, якщо р=4 МПа, V1=8 л, V2=10 л. Розв'язання на наступному слайді

Р=4 МПа=4·106 Па. V1=8 л=8·10-3 м3 V1=10 л=10·10-3 м3 Робота газу чисельно дорівнює площі під графіком. Тобто, робота газу дорівнює площі зафарбованого прямокутника. А=p∆V=p(V2-V1)= =4·106 Па·(10·10-3 м3 - 8·10-3 м3 )== 4·106 Па·2·10-3 м3 = 8·103 Дж= 8 к. Дж 2

Задача 2. Обчислити роботу газу під час замкненого процесу abcd, якщо p1=103 Па, V1=5 л Розв'язання на наступному слайді

p1=103 Па. V1=5 л=5·10-3 м3 А - ?З графіка:p2 =3p1=3·103 Па. V2= 4 V1=20 л=20·10-3 м3 Звідси, ab= p2 - p1= 3·103 Па -103 Па= 2·103 Па аd= V2 - V1= 20·10-3 м3 - 5·10-3 м3= 15·10-3 м3 Робота газу чисельно дорівнює площі прямокутника abcd. А= S (abcd)= ab·аd= 2·103 Па· 15·10-3 м3 =30 Дж

Задача 3. Обчислити роботу газу під час замкнутого процесу 1-2-3, якщо p0=105 Па. V0=2 м3 Розв'язання на наступному слайді

p0=105 Па. V0=2 м3 Робота газу чисельно дорівнює площі під графіком, тобто робота газу дорівнює площі прямокутного трикутника 123: А=S123 Катет(13)= 4 V0-V0=3 V0=6 м3 Катет (23)=4р0 - р0=3р0=3·105 Па

Формула площі прямокутної трапеції

Повторення. Внутрішня енергія ідеального одноатомного газу. Задача 4. На скільки градусів потрібно збільшити температуру 100 г аргону, щоб його внутрішня енергія збільшилась на 3,3 к. Дж?Розв'язання на наступному слайді

m=100г=0,1 кг. M=40 г/моль=40·10-3 кг/моль∆U=3,3 к. Дж= 3300 Дж. Формула зміни внутрішньої енергії: Перепишемо зручно: Звідси:

Домашні задачі: Задача 1. Обчислити роботу газу,користуючись графіком: Задача 2. Обчислити роботу газу,користуючись графіком : Задача 3. В посудині міститься 80 г гелію температурою 400 К. До якої температури нагріли гелій, якщо його внутрішня енергія збільшилась на 12,5 к. Дж