24978

Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона к изопроцессам. Адиабатный процесс

Шпаргалка

Физика

Существуют два способа изменения внутренней энергии: теплопередача и совершение механической работы например нагревание при трении или при сжатии охлаждение при расширении. Теплопередача это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопередача бывает трех видов: теплопроводность непосредственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела; конвекция перенос энергии потоками жидкости или газа и...

Русский

2013-08-09

29.5 KB

24 чел.

Билет № 11

Работа в термодинамике. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики. Применение первого закона к изопроцессам. Адиабатный процесс.

План ответа

1. Внутренняя энергия и ее измерение. 2. Работа в термодинамике. 3. Первый закон термодинамики. 4. Изопроцессы. 5. Адиабатный процесс.

Каждое тело имеет вполне определенную структуру, оно состоит из частиц, которые хаотически движутся и взаимодействуют друг с другом, поэтому любое тело обладает внутренней энергией. Внутренняя энергия — это величина, характеризующая собственное состояние тела, т. е. энергия хаотического (теплового) движения микрочастиц системы (молекул, атомов, электронов, ядер и т. д.) и энергия взаимодействия этих частиц. Внутренняя энергия одноатомного идеального газа определяется по формуле U=3/2 т/М • RT.

Внутренняя энергия тела может изменяться только в результате его взаимодействия с другими телами. Существуют два способа изменения внутренней энергии: теплопередача и совершение механической работы (например, нагревание при трении или при сжатии, охлаждение при расширении).

Теплопередача — это изменение внутренней энергии без совершения работы: энергия передается от более нагретых тел к менее нагретым. Теплопередача бывает трех видов: теплопроводность (непосредственный обмен энергией между хаотически движущимися частицами взаимодействующих тел или частей одного и того же тела); конвекция (перенос энергии потоками жидкости или газа) и излучение (перенос энергии электромагнитными волнами). Мерой переданной энергии при теплопередаче является количество теплоты (Q).

Эти способы количественно объединены в закон сохранения энергии, который для тепловых процессов читается так. Изменение внутренней энергии замкнутой системы равно сумме количества теплоты, переданной системе, и работы, внешних сил, совершенной над системой. D U= Q + А, где D U— изменение внутренней энергии, Q — количество теплоты, переданной системе, А работа внешних сил. Если система сама совершает работу, то ее условно обозначают А'. Тогда закон сохранения энергии для тепловых процессов, который называется первым законом термодинамики, можно записать так: Q = Α' + D U, т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение системой работы и изменение ее внутренней энергии.

При изобарном нагревании газ совершает работу над внешними силами Α' = p(V1-V2) = pΔV, где

V1, и V2 начальный и конечный объем газа. Если процесс не является изобарным, величина работы может быть определена площадью фигуры, заключенной между линией, выражающей зависимость p(V) и начальным и конечным объемом газа (рис. 13).

Рассмотрим применение первого закона термодинамики к изопроцессам, происходящим с идеальным газом.

В изотермическом процессе температура постоянная, следовательно, внутренняя энергия не меняется. Тогда уравнение первого закона термодинамики примет вид: Q = А', т. е. количество теплоты, переданное системе, идет на совершение работы при изотермическом расширении, именно поэтому температура не изменяется.

В изобарном процессе газ расширяется и количество теплоты, переданное газу, идет на увеличение его внутренней энергии и на совершение им работы: Q = D U + А'.

При изохорном процессе газ не меняет своего объема, следовательно, работа им не совершается, т. е., А = О, и уравнение первого закона имеет вид:

Q = D U, т. е. переданное количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа.

Адиабатным называют процесс, протекающий без теплообмена с окружающей средой. Q = 0, следовательно, газ при расширении совершает работу за счет уменьшения его внутренней энергии, следовательно, газ охлаждается, Α' = D U. Кривая, изображающая адиабатный процесс, называется адиабатой.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4947. Основы алгоритмического языка С++. Конспект лекций 662.5 KB
  Переменные и операции языка С++ Здесь представлены базовые компоненты программ на С++. В их число входят типы данных, переменные, константы и выражения. Изучаемые понятия Предопределенные типы данных в С++ включают в себя типы int, char, float...
4948. Агентство по продаже животных - КОШКИ. Информационная система 2.55 MB
  Агентство по продаже животных - КОШКИ Введение. Данная база данных позволяет осуществлять продажу животных (кошек), и выступает посредником между владельцем животного и будущим хозяином. Для пользователя доступна следующая информация: Данные о...
4949. База данных Сеть кинотеатров и ее проектирование 785.58 KB
  Назначение БД Сеть кинотеатров Назначение.База данных Сеть кинотеатров предназначена как для работников справочной службы кинотеатров города так и для обычных пользователей. БД обеспечивает в режиме диалога доступ к информации об имеющихся г...
4950. Проектирование базы данных Прием в поликлинику 3.31 MB
  Назначение БД Прием в поликлинику Назначение. Данная база данных предназначена для оптимизации работы регистратуры в поликлиники. Она содержит: Данные о каждой приеме: дата приема, время приема, специалист, пациент, предварительный диагноз, ле...
4951. Проектирование информационной системы Склад сотовых телефонов 796 KB
  Назначение базы данных Склад сотовых телефонов База данных Склад предназначена: для клиента (покупателя) для работника склада Созданная база данных содержит информацию о: фирме производителя (адрес, контактный телефон, контактное л...
4952. Создание базы данных Турагенство 3.01 MB
  Назначение БД Турагентство Назначение. БД позволяет пользователю быстро найти интересующие сведения о странах, предлагаемых турагентством, а также ознакомиться с курортами, отелями, рейсами в этих странах. БД содержит информацию о клиентах и заказан...
4953. Урок - основная форма организации обучения 262 KB
  Введение Учитель, если он не урокодатель, а творец, создает урок как произведение педагогического мастерства, создает его для детей и вместе с детьми. Хороший урок имеет свое лицо, своеобразие, которое обеспечивается индивидуальным стилем уч...
4954. Навечно в памяти народной молодогвардейцев имена 259.5 KB
  Цель: Вспомнить имена героев-молодогвардейцев. Развитие познавательных интересов, уважительности к старшим поколениям, воспитание гражданина- патриота, формирование устойчивого интереса к истории родного края, приобщение к поисковой деятельност...
4955. Бази даних. Системи управління базами даних. Конспекти уроків 198.5 KB
  Бази даних. Системи управління базами даних Вступ Нині в багатьох сферах: торгівлі, в транспорті, в медицині, в усіх галузях науки та виробництва активно використовуються найрізноманітніші системи управління численними базами даних. Отже, будь...