Термодинамика 1

1. Термодинамика

ФГБОУ ВО Белгородский ГАУ
Факультет СПО
Термодинамика
п. Майский 2022

2. План лекции

1. Термодинамика. Внутренняя энергия газа.
2. Работа газа.
3. Законы термодинамики.
4. Применение законов термодинамики к
изопроцессам.
5. Тепловые двигатели.
6. Тепловые двигатели и охрана окружающей
среды .

3. 1. Термодинамика

Термодинамика – раздел физики,
изучающий
свойства
макроскопических
физических
систем без обращения к атомномолекулярному строению вещества

4. Внутренняя энергия тела

U – внутренняя энергия, Дж
Внутренняя энергия тела равна сумме
кинетических энергий беспорядочного
движения молекул и потенциальных
энергий взаимодействия всех молекул
друг с другом.
U = Wк+Wр

5.

Причина изменения
внутренней энергии
• Нагревание и охлаждение;
• плавление и кристаллизация;
• испарение и конденсация;
• химические реакции, идущие с
выделением теплоты
• ядерные реакции.

6.

Внутренняя энергия идеального
газа
Внутренняя энергия идеального
одноатомного
газа
прямо
пропорциональна его абсолютной
температуре

7. 2. Работа газа при уменьшении объёма

• А = pS(h2 – h1) = pΔV
т.к. V2 < V1, то ΔV < 0
• Работа внешних сил
над газом:
А = - рΔV

8. Работа газа при увеличении объёма

• A′ = pS(h2 – h1) = pΔV
т.к. V2 > V1 ,
то ΔV > 0
Работа
газа
над
внешними телами:
А′ = рΔV

9. 3. Законы термодинамики Первый закон термодинамики

ΔU = A + Q
Переход термодинамической системы из
одного состояния в другое характеризуется
изменением её внутренней энергии, равной
сумме работы внешних сил и количества
теплоты, переданной системе

10. Был открыт немецким физиком, математиком Рудольфом Клаузиусом в 1850 г.

Второй закон термодинамики
Был открыт немецким
физиком,
математиком
Рудольфом Клаузиусом в
1850 г.
• В природе невозможен
процесс, при котором
теплота самопроизвольно
переходила бы от менее
нагретых
к
более
нагретым телам

11.

4. Применение законов термодинамики к
изопроцессам
Изотермический
процесс
Газ

12.

Изохорный процесс

13.

Изобарный процесс

14.

Адиабатный процесс
Адиабатный процесс —
процесс, происходящий
при отсутствии
теплообмена.

15. 5. Тепловые двигатели

• Тепловые
двигатели
–
механизмы,
преобразующие внутреннюю энергию топлива в
механическую энергию.
• Основные детали: нагреватель, холодильник и
рабочее тело.
• В качестве рабочего тела в т.д. выступает газ.

16. Тепловые двигатели

η (эта)
КПД : %
нагреватель
Aг Qн Qх
Qн
рабочее
тело
Qх
холодильник
Аг
Аг
100%
Q
Qн Qх
100%
Qн

17. Виды тепловых двигателей

Паровой
двигатель
Двигатель
внутреннего
сгорания
Паровая
турбина
Дизельный
двигатель
Газовая
турбина
Реактивный
двигатель

18.

Двигатель внутреннего сгорания
Свеча
Впускной клапан
Выпускной клапан
Цилиндр
Поршень
Шатун
Маховик
Коленчатый
вал

19. 6. Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

20. Плюсы и минусы теплового двигателя

Достоинства:
• Способствует
экономическому развитию
• Создает комфортные
условия
• Удовлетворяет
потребности человека в
быстром передвижении
Недостатки:
• Загрязняет атмосферу
• Способствует повышению
температуры окружающей
среды
• Истощает природные
ресурсы
• Негативно влияет на
состояние здоровья
человека

21. Альтернативные двигатели

• 1.Электрические
• 2.Двигатели работающие на энергии
солнца и ветра

22. Пути решения экологических проблем

• 1.Использование альтернативного топлива.
• 2.Использование альтернативных
двигателей.
• 3.Оздоровление окружающей среды.
• 4.Воспитание экологической культуры.

23. Домашнее задание

• Выучить лекцию. Подготовиться к
контрольной работе.