Первый закон термодинамики.Применение первого закона

Тема урока:
Первый закон термодинамики.
Применение первого закона
термодинамики к изопроцессам в
газе.
Изменение внутренней энергии системы
количества теплоты,
переданной системе
работа внешних сил
Работа в термодинамике
A - работы внешних сил над газом
A' – работа совершенная газом
A = -A'
A  F h  pS (h2  h1 )  p(Sh2  Sh1 )  p(V2  V1 )  pV
Количество теплоты
Процесс передачи энергии от одного тела к другому без совершения работы
называют теплообменом или теплопередачей, а количество переданной при
этом энергии - количеством теплоты Q.
Способы теплопередачи
Для изменения температуры тела на Δt
градусов необходимо передать телу количество
теплоты
Q = сmΔТ,
где m – масса тела, c – удельная теплоёмкость,
ΔТ – изменение температуры тела.
При плавлении и кристаллизации
Q = ±λm
При парообразовании и конденсации
Q = ±rm
Первый закон термодинамики.
Изменение внутренней энергии системы, при переходе ее из
одного состояния в другое, равно сумме работы внешних сил
и количества теплоты, переданной системе:
U=A+Q
A = -A'
Q=
U + A'
Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение
внутренней энергии и на совершение системой работы над
внешними телами.
Первый закон термодинамики является законом сохранения энергии для
тепловых процессов. Этот закон говорит о том, что любая машина (любой
двигатель) может совершать работу только за счет получения извне
некоторого количества теплоты или уменьшения своей внутренней энергии.
Многие изобретатели пытались построить машины, которые совершали бы
работу, не тратя никакой энергии. Эти машины назывались вечными
двигателями первого рода.
A' = Q -
U
Вечный двигатель первого рода не возможен – таков вывод из первого
закона термодинамики.
Изотермический процесс.
При изотермическом расширении и сжатии температура газа
не меняется.
T = const
U= 3- m- RT
2M
A' = P
U=0
V
Q = A'
Если Q > 0 система получает теплоту ; A' > 0 газ совершает
положительную работу.
Если Q < 0 - система отдает теплоту; A' < 0 газ совершает
отрицательную работу.
Изохорный процесс.
V = const
U= 3- m- RT
2M
A' = P
A' = 0
V
Q=
U
Если Q > 0 система получает теплоту, U > 0 - увеличивается
Если Q < 0 система отдает теплоту, U < 0 - уменьшается
Изобарный процесс.
P = const
U= 3- m- RT
2M
A' = P
V
Q=
U + A'
Передаваемое газу количество теплоты идет на изменение
его внутренней энергии и на совершение им работы
Адиабатный процесс.
Адиабатным называется процесс изменения объема и
давления газа при отсутствии теплообмена с окружающими
телами.
Q=0
U = -A'
или
U=A
При совершении над газом положительной работы
(сжатие), U > 0 - увеличивается
Если газ совершает работу (расширение), U < 0 уменьшается