Презентация на тему по физике: Термодинамика (10 класс)

в которой не учитывается молекулярное строение тел.


Выводы термодинамики опираются на совокупность опытных фактов и не зависят от наших знаний о внутреннем устройстве вещества, хотя в целом ряде случаев термодинамика использует молекулярно-кинетические модели для иллюстрации своих выводов.

В противоположность молекулярно-кинетической теории, которая делает выводы на основе представлений о молекулярном строении вещества

в конечном итоге она перейдет в другое равновесное состояние.

Такой переход называется термодинамическим процессом.

медленно), то система в каждый момент времени оказывается близкой

к равновесному состоянию.

Процессы, состоящие из последовательности равновесных состояний, называются квазистатическими.

энергия всех атомов и молекул
+
потенциальная энергия их

взаимодействия

Внутренняя энергия

Внутренняя энергия идеального газа равна
сумме кинетических энергий (только) всех частиц газа, находящихся в непрерывном и беспорядочном тепловом движении.

параметрами, характеризующими состояние тела.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
– ИЗЛУЧЕНИЕ
Количество теплоты – энергия передаваемая или получаемая

путем теплообмена

А>0 при работе внешних сил над системой
А<0 при работе системы над внешними телами

Q >0 если система получает теплоту
Q< 0 если система отдает теплоту

При вращении вертушки, погруженной в жидкость, внешние силы

совершают положительную работу (A' > 0); при этом жидкость из-за наличия сил внутреннего трения нагревается, т. е. увеличивается ее внутренняя энергия.

Механический эквивалент теплоты А/Q
Если система получает от внешних тел энергию в виде работы А, а отдает энергию в виде количества теплоты Q, то отношение А/Q равно 4,2 Дж/кал

части и сосчитать элементарные работы, а затем их сложить

(процесс интегрирования):

Расчет работы в термодинамике

A = pΔV - работа газа
При сжатии - отрицательна.

A' = ‒ pΔV - работа внешних сил.

в изохорном процессе работа не совершается!

в состояние (2). Во всех трех случаях газ совершает

разную работу, равную площади под графиком процесса.

Процессы, изображенные на рисунке, можно провести и в обратном направлении; тогда работа A просто изменит знак на противоположный. Процессы такого рода, которые можно проводить в обоих направлениях, называются обратимыми

Работа газа

перемещение направлены одинаково.
При сжатии газа работа отрицательна

ΔV >

0

ΔV < 0

А = А1 + А2

газа за цикл - положительна
А
При осуществлении кругового процесса в

направлении ВЕDСВ работа газа за цикл - отрицательна

Работа совершается за счет количества теплоты, получаемого газом от нагревателя

Работа газа совершается за счет уменьшения его внутренней энергии

превращения энергии для термодинамической системы.

Изменение ΔU внутренней энергии

неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами.

Первый закон термодинамики

ΔU = Q – A

Количество теплоты, полученное системой, идет

на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

Q = ΔU + A.

этому закону, энергия не может быть создана или уничтожена;

она передается от одной системы к другой и превращается из одной формы в другую.
Важным следствием первого закона термодинамики является утверждение о невозможности создания машины, способной совершать полезную работу без потребления энергии извне и без каких-либо изменений внутри самой машины. Такая гипотетическая машина получила название вечного двигателя (perpetuum mobile) первого рода. Многочисленные попытки создать такую машину неизменно заканчивались провалом. Любая машина может совершать положительную работу A над внешними телами только за счет получения некоторого количества теплоты Q от окружающих тел или уменьшения ΔU своей внутренней энергии.

термодинамике часто рассматриваются процессы, протекающие в отсутствие теплообмена с

окружающими телами.
Сосуды с теплонепроницаемыми стенками называются адиабатическими оболочками.

Процессы расширения или сжатия газа, протекающие в отсутствие теплообмена (Q = 0) называются адиабатными или адиабатическими.

газа изображается кривой, которая называется адиабатой.
При адиабатическом расширении

газ совершает положительную работу (A > 0); поэтому его внутренняя энергия уменьшается (ΔU < 0).
Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатическом расширении убывает быстрее, чем при изотермическом расширении

ИЗОТЕРМА

идеального газа.

поршнем. На дно цилиндра насыплем измельченной "серы" от спичек.

Резко
ударив по рукоятке, мы сильно сожмем воздух. В результате он нагревается
настолько сильно, что серный порошок воспламеняется.

бутыль и насос,
изображенные на рисунке. Прежде чем вставить пробку,

в бутыль наливают
немного воды и несколько раз встряхивают, чтобы воздух внутри стал влажным.
Придерживая пробку рукой, накачивают воздух. Когда пробка готова выскочить,
накачивание прекращают и ожидают 5-10 минут, чтобы воздух в бутыли охладился
до комнатной температуры (так как при совершении над ним работы он нагрелся).
При отпускании пробки она вылетает, и в бутыли образуется туман!

ПРОЦЕССАМ

ΔV
Изотермический процесс


Изменение внутренней энергии

для изотермического процесса.

для изохорного процесса.

для изобарного процесса.

для адиабатного процесса.