23.04.2020
Тема: Робота в термодинаміці. Розв'язування задач.
Тема: Робота в термодинаміці. Розв'язування задач.
Проведем екперимент. У товстостінну посудину накачують повітря. Через деякий час корок вилітає з посудини. Спостерігається утворення туману.
Під дією яких сил корок вилетів із посудини? Про що свідчить утворення туману? Який висновок можна зробити щодо зміни внутрішньої енергії газу, який міститься в посудині?
Якщо роботу виконує саме тіло, то його внутрішня енергія зменшується. У момент вильоту корка в балоні утворився туман. Це свідчить про те, що температура повітря знизилась. Таким чином, внутрішня енергія повітря зменшилась у результаті того, що воно виконало роботу, виштовхнувши корок.
1. Внутрішня енергія (зміна об’єму газу)
Внутрішня енергія газу може змінюватися, якщо зовнішні сили, що діють на нього, виконують роботу (додатну або від’ємну).
Якщо газ розширюється (тобто виконує додатну роботу), то швидкість руху молекул, температура і внутрішня енергія газу зменшуються.
Якщо газ стискають (газ виконує від’ємну роботу) і він при цьому не віддає енергію навколишньому середовищу, то швидкість руху молекул газу, а відповідно, і внутрішня енергія, і температура газу збільшуються.
2. Робота газу
Газ розширюється ізобарно:
За означенням роботи: A=Fs cosα
Якщо газ розширюється ізобарно, то сила, яка діє з боку газу на поршень, є незмінною: F=pS (p – тиск газу; S – площа поршня); модуль переміщення поршня s=∆l; α=0.
A=Fs cosα=pS∆l=p∆V
A=p∆V або A=p(V2-V1 )
Газ стискається ізобарно: A=p∆V
Робота газу в разі ізобарного розширення (або стиснення) чисельно дорівнює площі прямокутника під графіком залежності p(V).
3. Геометричний зміст роботи
Робота газу при ізотермічному розширенні (стисненні) чисельно дорівнює площі криволінійної трапеції під графіком залежності p(V).
При ізохорному процесі газ роботу не виконує.
Робота газу залежить від того, яким шляхом відбувався перехід газу з початкового стану в кінцевий.
Три шляхи переходу газу зі стану 1 у стан 2:
а – газ ізобарно розширюється (ділянка 1k), потім ізохорно охолоджується (ділянка k2);
б – газ ізотермічно розширюється;
в – газ ізохорно охолоджується (ділянка 1l), потім ізобарно розширюється (ділянка l2).
Площі фігур під графіками показують: A1>A2>A3
ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ І ВМІНЬ
ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Опрацювати § 37, Вправа № 37 (2-5)
Переглянути відеозапис уроку.
Немає коментарів:
Дописати коментар