Первый закон термодинамики

1.

Первый закон
термодинамики
Выполнил студент 2 курса,
группы 120581, факультета
МФиИ, Куликов Владислав

2.

Оглавление
• Биографии ученых
• Первый закон термодинамики
• Изопроцессы
• Адиабатный процесс
• Задачи
• Тест
• Контрольные вопросы
• Список литературы

3.

Майер, Юлиус
Роберт (1814-1878)
Немецкий врач и
естествоиспытатель
Герман фон
Гельмгольц (18211894) немецкий
физик, врач,
психолог, акустик.
Джоуль Джеймс
Прескотт (1818—
1889), английский
физик.
« Энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает: количество
энергии вечно и неизменно. Она только переходит из одной формы в
другую»

4.

Первый закон термодинамики
U A Q
Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного
состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества
теплоты, переданной системе.
Q U A
Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее
внутренней энергии и на совершение системой работы над
внешними телами.
Видео

5.

Изопроцессы
— термодинамические процессы, во время
которых количество вещества и один из
параметров состояния: давление, объём,
температура — остаётся неизменным.
• Изохорный процесс
• Изотермический процесс
• Изобарный процесс
Видео

6.

Адиабатный процесс
Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой,
называется Адиабатным процессом.
A U (Q 0)
Видео

7.

Задача 1. При изотермическом расширении
идеальным газом совершена работа 15 кДж.
Какое количество теплоты сообщено газу?
Дано:
A=15 кДж
T=const
Q-?
СИ
1,5*104 Дж
Решение
По первому закону термодинамики:
Q A U
При изотермическом процессе (T=const)
Внутренняя энергия газа не меняется:
U 0
Тогда газ совершает механическую работу за
счет сообщенного ему количества теплоты:
Q A
Таким образом, газу сообщено количество
теплоты, равное:
Q 1,5 104 Дж 15 кДж
Ответ: 15 кДж.

8.

Задача 2. Для изобарного нагревания газа, количество
вещества которого 400 моль, на 300o К ему сообщили
количество теплоты 5,4 МДж. Определите работу газа
и изменение его внутренней энергии.
Дано:
p=const
ν=400 моль
ΔT=300o К
Q=5,4 МДж
СИ
5,4*106 Дж
Решение
По первому закону термодинамики:
Q A U
m
A
p
V
R T
Работа газа при постоянном давлении:
M
m
Т.к. , то A R T
M
Изменение внутренней энергии: U Q A
A 400*8,31*300 99,72 *104 Дж 0,9972*106 Дж
U 5, 4*106 0,9972*106 4, 4*106 Дж
Ответ: A=0,9972*106 Дж; ΔU≈ 4,4*10 6 Дж.
A-?
ΔU-?

9.

Тест
1. Идеальный газ получил количество теплоты, равное 300 Дж, и совершил работу, равную 100 Дж. Как изменилась при
этом внутренняя энергия газа?
1) увеличилась на 400 Дж
2) увеличилась на 200 Дж
3) уменьшилась на 400 Дж
4) уменьшилась на 200 Дж
2. Идеальный газ совершил работу, равную 300 Дж. При этом его внутренняя энергия увеличилась на 300 Дж. В этом
процессе газ
1) отдал 600 Дж
2) отдал 300 Дж
3) получил 600 Дж
4) получил 300 Дж
3. В процессе эксперимента внутренняя энергия газа уменьшилась на 60 кДж, и он совершил работу 45 кДж.
Следовательно, в результате теплообмена газ отдал окружающей среде количество теплоты, равное:
1) 15 кДж
2) 45 кДж
3) 60 кДж
4) 105 кДж
4. В процессе эксперимента газ получил от нагревателя количество теплоты, равное 3 кДж. При этом внутренняя энергия
газа уменьшилась на 13 кДж. Следовательно, газ расширился, совершив работу:
1) 3 кДж
2) 10 кДж
3) 13 кДж
4) 16 кДж
5. Идеальный газ получил количество теплоты 100 Дж, и при этом внутренняя энергия газа уменьшилась на 100 Дж. Чему
равна работа, совершённая внешними силами над газом?
1) 100 Дж
2) 200 Дж
3) -200 Дж
4) 0

10.

Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Как звучит первый закон термодинамики?
Что такое изопроцесс?
Что называют изотермическим процессом?
Что называют изобарным процессом?
Что называют изохорным процессом?
Что называют адиабатным процессом?

11.

Список Литературы
• Физика. 10 класс: учеб. для общеобразоват. организаций базовый
уровень / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский; под ред. Н. А.
Парфентьевой. - M. : Просвещение, 2014. 416 с. : ил. (Классический
курс)
• https://citaty.su/kratkaya-biografiya-dzhejmsa-dzhoulya
• http://www.myshared.ru/slide/357296/
• http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Mayer.
html
• http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Helmho
ltz.html