Презентация "Первый закон термодинамики в изопроцессах" по физике – проект, доклад

Физика 10 класс

Автор: учитель физики и информатики Александрова З.В., МОУ СОШ №5 п.Печенга, Мурманская обл., 2009 г.

Раскрыть физическое содержание первого закона термодинамики при рассмотрении конкретных изпроцессов , продолжить формирование умений описывать тепловые процессы физическими величинами и законами, ввести понятие об адиабатном процессе; Продолжить формирование умений устанавливать закономерности, анализировать изучаемый материал и делать выводы, применять знания в конкретных ситуациях; Активизировать познавательный интерес учащихся к предмету.

Цели:

Дать формулировку первого закона термодинамики. Что выражает данный закон? Какие величины связывает данный закон? Как найти изменение внутренней энергии?Как записывается данный закон? Как рассчитать работу газа? Мы говорим, что система обладает внутренней энергией, но почему нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы? В каком случае изменение внутренней энергии отрицательно?

Фронтальный опрос

p V V1 V2 p1 p2 Q>0 T1= T2

Изотермическое расширение

V   p  T1 = T2  T=0 V1 < V2  V >0 U = 0 A>0 A < 0 Q = A 1 2 T = const m= const U = 0

При изотермическом расширении все переданное системе количество теплоты идёт только на совершение этой системой механической работы.

Первый закон термодинамики для изопроцессов

Вывод:

Q<0

Изотермическое сжатие

V   p  V2 < V1  V <0 U = 0 A< 0 A > 0 A+Q = 0

Внутренняя энергия системы, изотермически сжимающейся под действием внешних сил, не изменяется за счёт выделения этой системой теплоты в окружающую среду.

Q + A = 0

p1=p2 T1> T2

Изобарное нагревание (расширение)

T   V  T2 >T1  T>0 V2 > V1  V >0 U > 0 A > 0 A < 0 Q = U +A p = const m= const U = T

При изобарном нагревании (расширении) переданное системе количество теплоты идёт на совершение этой системой механической работы и на увеличение внутренней энергии системы.

T2> T1

Изобарное охлаждение (сжатие)

T   V  T2 >T1  T<0 U > 0 A<0 A > 0 U =A + Q

Внутренняя энергия системы, изобарно сжимающейся под действием внешних сил, уменьшается за счёт выделения этой системой теплоты в окружающую среду.

Изохорное нагревание

V1= V2 T p V2 =V1  V =0 U > 0 A=0 A = 0 Q =U V = const m= const

При изохорном нагревании всё переданное системе количество теплоты идёт только на увеличение внутренней энергии системы.

U =Q

Изохорное охлаждение

T2< T1 T2

Внутренняя энергия системы, изохорно охлаждающейся системы уменьшается только за счёт выделения этой системой теплоты в окружающую среду.

На явлении разогрева газа при его адиабатическом сжатии основано явление пневматического огнива, которое находит применение в дизелях, где воспламенение горючей смеси осуществляется путём адиабатического сжатия.

Адиабатный процесс

Адиабатическое же охлаждение газов лежит в основе процесса их сжижения.

В дизельных двигателях отсутствует система зажигания. В цилиндр засасывается атмосферный воздух, а к концу такта сжатия с помощью форсунки впрыскивается жидкое топливо. К этому моменту температура воздуха так велика, что горючее воспламеняется.

1 мая 1895 г. дизельный двигатель Рудольфа Дизеля впервые непрерывно проработал в течение 30 минут.

Вопрос

Объясните процессы, происходящие в модели двигателя, изображённого на рисунке.

Модель. Адиабатический процесс

V2 >V1  V >0 U < 0 A <0 A'>0 A' = - ∆U T 

Адиабатное расширение (охлаждение)

V   p  Q = 0 m= const

При адибатном расширении система совершает механическую работу только за счёт уменьшения внутреннней энергии системы.

V2 0 A >0 A'<0 ∆U = A V  

Адиабатное сжатие (нагревание)

T 

Внутренняя энергия адиабатно сжимающейся системы увеличивается только за счёт работы внешних сил.

Модель адиабатного процесса

Смотри

Используя уравнение первого закона термодинамики, запишите формулу для расчета внутренней энергии в каждом случае

Δ U=A+Q Δ U=Q Δ U=Q-A Ответы: Задача (устно)

Закрепление изученного материала

Задачи (у доски)

2. При изобарном нагревании объём гелия увеличился в 3 раза. Какую работу совершил газ? Какое количество теплоты ему передано? Масса гелия 12 г, начальная температура -123 0С.

7,5 кДж; 18,7 кДж. Ответ:

1. При изотермическом расширении газ совершил работу, равную 50 Дж. Какое количество сообщено телу?

50 Дж.

Оцените сегодняшний урок: 0 – нет, 1 – да. Количество баллов________

Рефлесия (карточка с таблицей у каждого ученика)

Д/З: (по отдельному плану учителя) Подготовить сообщения об адиабатном процессе и звуке, используя материал интернет-ресурса: http://umnik.rikt.ru/fizika/merkuleva/merkuleva.html

Спасибо за внимание!

Использованные ресурсы: http://umnik.rikt.ru/fizika/merkuleva/merkuleva.htm http://www.polarcom.ru/~vvtsv/s_doc11c.htmll http://www.aquatrace.ru/product/am-71413/