Методические разработки по теме «Основы термодинамики»

Компьютер, проектор мультимедийный – для учителя;

Ноутбуки с OMS – плеером -4 шт – для учащихся

Содержание:

Актуализация знаний:

Что называют изопроцессом?

Что называют изотермическим процессом?

Что называют изохорным процессом?

Что называют изобарным процессом?

Формула изменения внутренней энергии газа

Формула работы для газа

Первый закон термодинамики

Изучение нового:

Работу построим следующим образом: разделимся на 4 группы, каждая группа изучает один из процессов и рассматривает закон термодинамики применимо к этому процессу.

1 группа – адиабатный

2 группа – изотермический

3 группа – изохорный

4 группа – изобарный

Обратите внимание, адиабата идет обязательно круче изотермы. Ведь при адиабатном процессе давление газа уменьшается не только за счет увеличения объема, как при изотермическом, но и за счет его температуры.

Если нагревать тело при постоянном давлении, то оно будет расширяться и совершать работу. Для нагревания тела на 1 К при постоянном давлении ему нужно передать большее количество теплоты, чем при таком же нагревании при постоянном объеме.

Как же определить количество теплоты, получаемое телом при нагревании или отданное при охлаждении?

Из 8 класса известно, сто Q=cmΔT, где с – удельная теплоемкость вещества. Теплоемкость зависит не только от свойств вещества, но и от процесса, при котором осуществляется теплопередача.

Теплоемкость газа при постоянном объеме

Найдем молярную теплоемкость газа при постоянном объеме. Согласно определению теплоемкости , где ΔT — изменение температуры. Если процесс происходит при постоянном объеме, то эту теплоемкость обозначим через Cv. Тогда QV = CVΔT.

При постоянном объеме работа не совершается. Поэтому первый закон термодинамики запишется так: CVΔT = ΔU.

Изменение энергии одного моля достаточно разреженного (идеального) одноатомного газа равно . Следовательно, молярная теплоемкость при постоянном объеме одноатомного газа равна .

Теплоемкость газа при постоянном давлении

Согласно определению теплоемкости при постоянном давлении Ср Qp = СрΔТ.

Работа, которую совершит 1 моль идеального газа, расширяющегося при постоянном давлении, равна A' = RΔT.

Это следует из выражения для работы газа при постоянном давлении А' = pΔV и уравнения состояния (для одного моля) идеального газа. pV = RT.

Внутренняя энергия идеального газа от объема не зависит. Поэтому и при постоянном давлении изменение внутренней энергии ΔU = CVΔT, как и при постоянном объеме. Применяя первый закон термодинамики, получим СрΔТ = CVΔT + RΔT.

Следовательно, молярные теплоемкости идеального газа связаны соотношением Cp = Cy + R.

Впервые эта формула была получена Р. Майером и носит его имя.

В случае идеального одноатомного газа

Теплоемкость идеального газа при изотермическом процессе

Можно формально ввести понятие теплоемкости и при изотермическом процессе. Так как при этом процессе внутренняя энергия идеального газа не меняется, какое бы количество теплоты ему ни было передано, то теплоемкость бесконечна.

Смотрите также::

Характеристика психологических особенностей младших школьников
В данном параграфе анализируются условия развития коммуникативных способностей первоклассников, а также рассматриваются психологические особенности развития младших школьников. Исследование условий развития коммуникативных способностей первоклассников потребовало обращения к характеристике своеобра ...

Кампусы ХХ века. Предыстория возникновения
Кампус, о котором пойдет речь, – Дейвис, известный в мире под названием "ЮСи Дейвис", то есть University of California, Davis. Кампусы сутью своей и схожи, и нет. О качестве и типичности Дейвиса говорит то, что он не лучший в Америке, но и не последний: он в числе первых сорока американск ...

Возникновение и развитие дошкольного образования в России
В Киевской Руси воспитание детей всех возрастов осуществлялось преимущественно в семье. Цель воспитания заключалась в подготовке детей к труду, выполнению основных социальных ролей. В качестве основных средств воздействия выступали факторы народной педагогической культуры (потешки, пестушки, скорог ...