Výchovno-vzdelávací cieľ: dosiahnuť u žiakov asimiláciu zákona zachovania a premeny energie pre tepelné procesy – prvý zákon termodynamiky; ukázať praktický význam zákona

Základné vedomosti a zručnosti: poznať formuláciu zákona, definíciu adiabatického procesu a vedieť interpretovať prírodné javy na základe zákonov termodynamiky

Organizačný moment (nahláste plán hodiny) SNÍMKA 1
Opakovanie preberanej látky: pomenujte rôzne procesy na grafe, vyberte vzorce pre každú časť, odpovedzte na otázky SNÍMKY 2 - 4

1. Prečo sa teplota nemení v dvoch oblastiach?

2. Čo sa stane s molekulami na každom mieste?

3. V akých prípadoch Q>0 a Q<0?

4. V akom stave je látka v týchto oblastiach?

5. Definujte izoprocesy.

6. Čo sa nazýva vnútorná energia a od čoho závisí?

7. V akom prípade plyn funguje? Od čoho závisí znamenie práce?

8. Čo sa nazýva množstvo tepla?

9. Aké vzorce používame pri výpočte množstva tepla?

3. Riešenie problémov. Zatiaľ čo prebieha ústny prieskum, ostatní študenti riešia problémy ďalej

výpočet množstva tepla podľa možností SLIDE 5

Kontrola riešenia problému
Opakovanie: spôsoby zmeny vnútornej energie
Opakovanie: zákon zachovania energie a príklady jeho prejavu v prírode
Prvý zákon termodynamiky: definícia a vzorec (zapíšte si)
Prvý zákon termodynamiky pre izochorický proces (zapíšte si)
Prvý zákon termodynamiky pre izotermický proces (zapíšte si)
Prvý zákon termodynamiky pre izobarický proces (zapíšte si)
Adiabatický proces (zapíšte si). Zvážte príklady
Rovnica tepelnej bilancie (zapíšte si)
Ukážkové riešenie úlohy pre rovnicu tepelnej bilancie (zapíšte si)
Zhrnutie lekcie:

1. Znenie prvého zákona

2. Ako sa mení rovnica pre rôzne procesy?

3. Aký proces sa nazýva adiabatický?

4. Príklady adiabatických procesov?

5. Prečo sa atmosféra pri vzďaľovaní sa od zemského povrchu ochladzuje?

15. Domáce úlohy:

Poznať znenie zákona

Prvý zákon termodynamiky

Na obr. 3.9.1 podmienene znázorňuje energetické toky medzi zvoleným termodynamickým systémom a okolitými telesami. Hodnota Q > 0, ak tepelný tok smeruje do termodynamického systému. Hodnota A > 0, ak systém vykonáva pozitívnu prácu na okolitých telesách.

Obrázok 3.9.1.

Výmena energie medzi termodynamickým systémom a okolitými telesami v dôsledku prenosu tepla a vykonanej práce.

Ak si systém vymieňa teplo s okolitými telesami a koná prácu (pozitívnu alebo negatívnu), zmení sa stav systému, t.j. zmenia sa jeho makroskopické parametre (teplota, tlak, objem). Keďže vnútorná energia U je jednoznačne určená makroskopickými parametrami, ktoré charakterizujú stav sústavy, vyplýva z toho, že procesy prenosu tepla a práce sú sprevádzané zmenou vnútornej energie sústavy ΔU.

Prvý zákon termodynamiky je zovšeobecnením zákona zachovania a transformácie energie pre termodynamický systém. Je formulovaný nasledovne:

Zmena ΔU vnútornej energie neizolovaného termodynamického systému sa rovná rozdielu medzi množstvom tepla Q odovzdaného systému a prácou A vykonanou systémom na vonkajších telesách.

Vzťah vyjadrujúci prvý termodynamický zákon sa často píše v inej forme:

Množstvo tepla prijatého systémom sa využíva na zmenu jeho vnútornej energie a vykonávanie práce na vonkajších telesách.

Prvý zákon termodynamiky je zovšeobecnením experimentálnych faktov. Podľa tohto zákona energiu nemožno vytvárať ani ničiť; prenáša sa z jedného systému do druhého a premieňa sa z jednej formy na druhú. Dôležitým dôsledkom prvého zákona termodynamiky je tvrdenie, že nie je možné vytvoriť stroj schopný vykonávať užitočnú prácu bez spotreby energie zvonku a bez akýchkoľvek zmien vo vnútri samotného stroja. Takýto hypotetický stroj sa nazýval perpetum mobile (perpetuum mobile) prvého druhu. Početné pokusy o vytvorenie takéhoto stroja sa vždy skončili neúspechom. Akýkoľvek stroj môže vykonať pozitívnu prácu A na vonkajších telesách iba získaním určitého množstva tepla Q z okolitých telies alebo znížením ΔU svojej vnútornej energie.

Aplikujme prvý termodynamický zákon na izoprocesy v plynoch.

Pri izochorickom procese (V = const) plyn nepracuje, A = 0. Preto

Q = ∆U = U(T2) - U(T1).

Tu U(T1) a U(T2) sú vnútorné energie plynu v počiatočnom a konečnom stave. Vnútorná energia ideálneho plynu závisí iba od teploty (Jouleov zákon). Pri izochorickom ohreve je teplo absorbované plynom (Q > 0) a jeho vnútorná energia sa zvyšuje. Počas chladenia sa teplo prenáša do vonkajších telies (Q< 0).
Pri izobarickom procese (p = konšt.) je práca vykonaná plynom vyjadrená vzťahom

A = p(V2 - VI) = pAV.

Prvý zákon termodynamiky pre izobarický proces dáva:

Q = U(T2) - U(T1) + p(V2 - V1) = AU + pAV.

Pri izobarickej expanzii Q > 0 je teplo absorbované plynom a plyn koná pozitívnu prácu. Pri izobarickej kompresii Q< 0 - тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.
Pri izotermickom procese sa teplota plynu nemení, preto sa nemení ani vnútorná energia plynu, ΔU = 0.

Prvý termodynamický zákon pre izotermický dej vyjadruje vzťah

Množstvo tepla Q prijatého plynom v procese izotermickej expanzie sa premieňa na prácu na vonkajších telesách. Pri izotermickej kompresii sa práca vonkajších síl vzniknutých na plyne premieňa na teplo, ktoré sa odovzdáva okolitým telesám.

Spolu s izochorickými, izobarickými a izotermickými procesmi termodynamika často zvažuje procesy, ktoré sa vyskytujú pri absencii výmeny tepla s okolitými telesami. Nádoby s tepelne nepriepustnými stenami sa nazývajú adiabatické plášte a procesy expanzie alebo stláčania plynu v takýchto nádobách sa nazývajú adiabatické.

Model. adiabatický proces.

V adiabatickom procese Q = 0; takže prvý termodynamický zákon nadobúda formu

t.j. plyn funguje v dôsledku straty jeho vnútornej energie.

V rovine (p, V) je proces adiabatickej expanzie (alebo kompresie) plynu znázornený krivkou nazývanou adiabat. Počas adiabatickej expanzie plyn vykonáva pozitívnu prácu (A > 0); preto jeho vnútorná energia klesá (ΔU< 0). Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатическом расширении убывает быстрее, чем при изотермическом расширении (рис. 3.9.2).

Obrázok 3.9.2.

Rodiny izoterm (červené krivky) a adiabatov (modré krivky) ideálneho plynu.

V termodynamike sa pre ideálny plyn odvodzuje rovnica pre adiabatický proces. V súradniciach (p, V) má táto rovnica tvar

Tento vzťah sa nazýva Poissonova rovnica. Tu je γ = Cp / CV adiabatický index, Cp a CV sú tepelné kapacity plynu v procesoch s konštantným tlakom a konštantným objemom (pozri § 3.10). Pre jednoatómový plyn pre dvojatómový plyn pre viacatómový plyn

Práca plynu v adiabatickom procese sa jednoducho vyjadruje teplotami T1 a T2 počiatočného a konečného stavu:

A = CV(T2 - T1).

Adiabatický proces môže byť tiež klasifikovaný ako izoproces. V termodynamike dôležitá úloha hrá fyzikálna veličina nazývaná entropia (pozri §3.12). Zmena entropie v akomkoľvek kvázistatickom procese sa rovná redukovanému teplu ΔQ / T prijatému systémom. Pretože v ktorejkoľvek časti adiabatického procesu ΔQ = 0, entropia v tomto procese zostáva nezmenená.

Adiabatický proces (ako aj iné izoprocesy) je kvázistatický proces. Všetky medzistavy plynu v tomto procese sú blízke stavom termodynamickej rovnováhy (pozri § 3.3). Akýkoľvek bod na adiabate opisuje rovnovážny stav.

Nie každý proces uskutočňovaný v adiabatickom obale, teda bez výmeny tepla s okolitými telesami, túto podmienku spĺňa. Príkladom nekvázistatického procesu, v ktorom sú medzistavy nerovnovážne, je expanzia plynu do vákua. Na obr. 3.9.3 ukazuje pevný adiabatický plášť pozostávajúci z dvoch prepojených nádob oddelených ventilom K. V počiatočnom stave plyn naplní jednu z nádob a vákuum v druhej nádobe. Po otvorení ventilu sa plyn roztiahne, naplní obe nádoby a nastolí sa nový rovnovážny stav. V tomto procese je Q = 0, pretože nedochádza k výmene tepla s okolitými telesami a A = 0, pretože plášť nie je deformovateľný. Z prvého zákona termodynamiky vyplýva: ΔU = 0, t.j. vnútorná energia plynu zostala nezmenená. Keďže vnútorná energia ideálneho plynu závisí iba od teploty, teploty plynu v počiatočnom a koncovom stave sú rovnaké - body v rovine (p, V, znázorňujúce tieto stavy, ležia na rovnakej izoterme. Všetky medziľahlé stavy plynu sú nerovnovážne a nie je možné ich znázorniť na diagrame.

Ciele lekcie:

prehĺbiť vedomosti o izoprocesoch, rozvíjať zručnosti na riešenie problémov na túto tému, rozvíjať komunikačné zručnosti, zručnosti, učiť sebaúcte.

Počas vyučovania

Príprava na prácu v skupinách.

Pracujte s triedou (ústne).

Čo sa nazýva vnútorná energia?

Ako možno zmeniť vnútornú energiu plynu?

Ako určiť množstvo tepla potrebného na zahriatie tela?

Napíšte rovnicu tepelnej bilancie pre tri telesá.

Kedy je množstvo tepla záporné?

Ako určiť prácu plynu počas expanzie?

Aký je rozdiel medzi prácou plynu a prácou vonkajších síl?

Formulujte prvý zákon termodynamiky pre prácu vonkajších síl.

Formulujte prvý zákon termodynamiky pre prácu plynu.

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izochorický proces.

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izobarický proces.

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izotermický proces.

Aký proces sa nazýva adiabatický?

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na adiabatický proces.

Skupinová práca.

Každá skupina dostane hárok, na ktorom sú uvedené teoretické úlohy a úlohy. Teoretická časť obsahuje päť otázok. Skupina sa pripraví na odpoveď na otázku zodpovedajúcu jej číslu. Praktická časť obsahuje desať úloh, dve pre každú z uvedených tém v teórii. Úlohy sú usporiadané náhodne. To znamená, že študenti musia najskôr nájsť problémy, ktoré zodpovedajú ich teoretickej otázke, a potom ich vyriešiť. Ďalšie údaje na riešenie problémov sú prevzaté z adresárov.

Po skončení práce skupín sa z každej skupiny postupne vyvolajú dvaja žiaci: jeden odpovie na teóriu, druhý napíše na tabuľu stručnú podmienku jedného problému. (Ďalší problém v tejto skupine je možné skontrolovať selektívne na tej istej hodine alebo na nasledujúcej.) Všetci členovia skupiny by mali vedieť odpovedať na teóriu a vysvetliť problémy; použitie doplnkový materiál v teoretickej časti.

Úlohy do zošitov píšu všetci žiaci.

Jasná organizácia práce vedie k energickej aktivite všetkých chlapov. Koordinátori skupiny na konci hodiny odovzdajú hárky, na ktorých zaznamenávajú prínos členov skupiny k jej práci.

Činnosť skupín a jednotlivých žiakov na záver hodnotí učiteľ.

Vzor listu.

Teoretická časť

1. Izochorický proces.

2. Izotermický proces.

3. Izobarický proces.

4. Adiabatický proces.

5. Prenos tepla v uzavretom systéme.

Praktická časť

1. Vo valci pod piestom je 1,25 kg vzduchu. Na jej zahriatie o 40 °C pri konštantnom tlaku sa spotrebovalo 5 kJ tepla. Určte zmenu vnútornej energie plynu.

2. 0,02 kg oxidu uhličitého sa zahrieva pri konštantnom objeme. Určte zmenu vnútornej energie plynu pri ohreve z 200C na 1080C (c = 655 J/(kg K)).

3. V tepelne izolovanom valci s piestom je dusík o hmotnosti 0,3 kg pri teplote 200C. Dusík, expandujúci, robí prácu 6705 J. Určte zmenu vnútornej energie dusíka a jeho teplotu po expanzii (c \u003d 745 J / (kg K)).

4. Plynu sa odovzdáva množstvo tepla, v dôsledku čoho sa izotermicky roztiahne z objemu 2 litre na objem 12 litrov. Počiatočný tlak je 1,2 106 Pa. Určite prácu vykonanú plynom.

5. Určité množstvo ortuti sa nalialo do 50 g sklenenej banky obsahujúcej 185 g vody s teplotou 200 °C a 100 °C a teplota vody v banke vystúpila na 220 °C. Určte hmotnosť ortuti.

6. 1,43 kg vzduchu zaberá objem 0,5 m3 pri 00C. Vzduchu bolo odovzdané určité množstvo tepla a ten sa izobaricky roztiahol na objem 0,55 m3. Nájdite dokonalé dielo, množstvo absorbovaného tepla, zmenu teploty a vnútornú energiu vzduchu.

7. Vo valci pod piestom je 1,5 kg kyslíka. Piest je nehybný. Koľko tepla sa musí odovzdať plynu, aby sa jeho teplota zvýšila o 80 °C? Aká je zmena vnútornej energie? (cv= 675 J/(kg K))

8. Vo valci pod piestom je 1,6 kg kyslíka pri teplote 170C a tlaku 4 105 Pa. Plyn pracoval pri izotermickej expanzii 20 J. Koľko tepla sa odovzdáva plynu? Aká je zmena vnútornej energie plynu? Aký bol počiatočný objem plynu?

9. Koľko tepla sa uvoľní pri kondenzácii 0,2 kg vodnej pary, ktorá má teplotu 1000C a keď sa z nej získaná voda ochladí na 200C?

10. Plynová fľaša je umiestnená v tepelne odolnom plášti. Ako sa zmení teplota plynu, ak sa objem valca postupne zväčšuje? Aká je zmena vnútornej energie plynu, ak sa na plyne vykoná 6000 J práce?

Kontrolné otázky:

• Čo je vnútorná energia?
• Vymenujte spôsoby zmeny vnútornej energie.
• Ako určiť prácu plynu?
• Ako určiť množstvo tepla?
• Vysvetlite fyzikálny význam konkrétnych veličín.

Zmena vnútornej energie systému pri jeho prechode z jedného stavu do druhého sa rovná súčtu práce vonkajších síl a množstva tepla odovzdaného systému.

• Množstvo tepla odovzdaného do systému sa využíva na vykonanie práce systémom a zmenu jeho vnútornej energie

• Izotermický proces

(T = konštanta) :  U =0

Pretože ΔT=0, ΔU=0 a potom Q= A.

Ak Q

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izoprocesy

• Izobarický proces:

(p = konštanta, ∆p=0 )

A = p  V = vR  T

0 "width="640"
0, potom ΔU 0 je plynové kúrenie, ak Q "width="640"

izochorický proces.

1. Čo je to izochorický proces?

2. Pretože ΔV=0, → A=0 →ΔU=Q

• Ak Q 0, potom ΔU 0 je plynové vykurovanie, ak Q

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izoprocesy

• Izochorický proces:

( V = konštanta): A = 0

0, potom Δ U0 je plynové kúrenie, ak Q" width="640"

Pretože ΔV=0, potom A=0 a ΔU=Q

Ak Q0, potom Δ U0 je plynové vykurovanie, ak Q

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izoprocesy

• Adiabatický proces: Proces, ktorý nevymieňa teplo s okolím.

Q=0

Teplota sa mení iba vtedy, keď je práca hotová

adiabatický proces

• Všetky rýchle procesy a procesy prebiehajúce v tepelne izolovanom médiu možno považovať za adiabatické.

Adiabat je strmší ako akákoľvek izoterma, ktorá ju pretína

Termodynamika cyklického procesu.

Pre ľubovoľný cyklický proces 1–2–3–4–1 práca vykonaná plynom v cykle sa číselne rovná ploche obrázku ohraničenej cyklom v súradniciach p – V

Nezvratnosť procesov v prírode .

• Nezvratné - procesy, ktoré môžu spontánne postupovať iba jedným smerom. V opačnom smere môžu postupovať len ako jeden z článkov v zložitejšom procese.

Čo sa stane s osciláciami kyvadla v priebehu času?

• Všetky procesy v prírode NENÁVRATNÉ!

II termodynamický zákon.

• Clausiova formulácia(1850): je nemožný proces, pri ktorom by sa teplo samovoľne prenášalo z menej zahriatych telies na viac zahriate telesá.
• Thomsonova formulácia(1851): je nemožný kruhový proces, ktorého jediným výsledkom by bola produkcia práce na úkor poklesu vnútornej energie.
• Clausiova formulácia(1865): všetky spontánne procesy v uzavretom nerovnovážnom systéme prebiehajú v takom smere, v ktorom sa zvyšuje entropia systému; v stave tepelnej rovnováhy je maximálna a konštantná.
• Boltzmannova formulácia(1877): uzavretý systém mnohých častíc spontánne prechádza z viac usporiadaného stavu do menej usporiadaného. Spontánny výstup systému z rovnovážnej polohy je nemožný. Boltzmann zaviedol kvantitatívnu mieru neporiadku v systéme pozostávajúcom z mnohých telies - entropia .

prehĺbiť znalosti o izoprocesoch,

rozvíjať zručnosti pri riešení problémov na danú tému,

rozvíjať komunikačné schopnosti,

učiť sebaúctu.

Počas vyučovania.

Príprava na prácu v skupinách.

Pracujte s triedou (ústne).

Čo sa nazýva vnútorná energia?

Ako možno zmeniť vnútornú energiu plynu?

Ako určiť množstvo tepla potrebného na zahriatie tela?

Napíšte rovnicu tepelnej bilancie pre tri telesá.

Kedy je množstvo tepla záporné?

Ako určiť prácu plynu počas expanzie?

Aký je rozdiel medzi prácou plynu a prácou vonkajších síl?

Formulujte prvý zákon termodynamiky pre prácu vonkajších síl.

Formulujte prvý zákon termodynamiky pre prácu plynu.

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izochorický proces.

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izobarický proces.

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na izotermický proces.

Aký proces sa nazýva adiabatický?

Aplikácia prvého zákona termodynamiky na adiabatický proces.

Skupinová práca.

Každá skupina dostane hárok, na ktorom sú uvedené teoretické úlohy a úlohy. Teoretická časť obsahuje päť otázok. Skupina sa pripraví na odpoveď na otázku zodpovedajúcu jej číslu. Praktická časť obsahuje desať úloh, dve pre každú z uvedených tém v teórii. Úlohy sú usporiadané náhodne. To znamená, že študenti musia najskôr nájsť problémy, ktoré zodpovedajú ich teoretickej otázke, a potom ich vyriešiť. Ďalšie údaje na riešenie problémov sú prevzaté z adresárov.

Po skončení práce skupín sa z každej skupiny postupne vyvolajú dvaja žiaci: jeden odpovie na teóriu, druhý napíše na tabuľu stručnú podmienku jedného problému. (Ďalší problém v tejto skupine je možné skontrolovať selektívne na tej istej hodine alebo na nasledujúcej.) Všetci členovia skupiny by mali vedieť odpovedať na teóriu a vysvetliť problémy; v teoretickej časti sa odporúča použitie dodatočného materiálu.

Úlohy do zošitov píšu všetci žiaci.

Jasná organizácia práce vedie k energickej aktivite všetkých chlapov. Koordinátori skupiny na konci hodiny odovzdajú hárky, na ktorých zaznamenávajú prínos členov skupiny k jej práci.

Činnosť skupín a jednotlivých žiakov na záver hodnotí učiteľ.

Vzor listu.

Teoretická časť

1. izochorický proces.
2. izotermický proces.
3. izobarický proces.
4. adiabatický proces.
5. Prenos tepla v uzavretom systéme.

Praktická časť

1. Vo valci pod piestom je 1,25 kg vzduchu. Na jej zahriatie o 4 0 C pri konštantnom tlaku sa spotrebovalo 5 kJ tepla. Určte zmenu vnútornej energie plynu.
2. 0,02 kg oxidu uhličitého sa zahrieva pri konštantnom objeme. Určte zmenu vnútornej energie plynu pri zahriatí z 20 0 С na 108 0 С (с = 655 J/(kg K)).
3. V tepelne izolovanom valci s piestom je dusík o hmotnosti 0,3 kg pri teplote 20 0 C. Dusík, expandujúci, vykoná prácu 6705 J. Určte zmenu vnútornej energie dusíka a jeho teploty po expanzii (c \ u003d 745 J / (kg K)).
4. Plynu sa odovzdáva množstvo tepla, v dôsledku čoho sa izotermicky roztiahne z objemu 2 litre na objem 12 litrov. Počiatočný tlak je 1,2 10 6 Pa. Určite prácu vykonanú plynom.
5. Do sklenenej banky s hmotnosťou 50 g, kde bolo 185 g vody s teplotou 20 0 C, sa pri 100 0 C nalialo určité množstvo ortuti a teplota vody v banke sa zvýšila na 22 0 C. Určte hmotnosť ortuti.
6. 1,43 kg vzduchu zaberá pri 0 0 C objem 0,5 m 3 . Vzduch dostal určité množstvo tepla a izobaricky expandoval na objem 0,55 m 3 . Nájdite dokonalé dielo, množstvo absorbovaného tepla, zmenu teploty a vnútornú energiu vzduchu.
7. Vo valci pod piestom je 1,5 kg kyslíka. Piest je nehybný. Koľko tepla treba odovzdať plynu, aby jeho teplota stúpla o 8 0 C? Aká je zmena vnútornej energie? (s v = 675 J/(kg K))
8. Vo valci pod piestom je 1,6 kg kyslíka pri teplote 17 0 C a tlaku 4 10 5 Pa. Plyn pracoval pri izotermickej expanzii 20 J. Koľko tepla sa odovzdáva plynu? Aká je zmena vnútornej energie plynu? Aký bol počiatočný objem plynu?
9. Koľko tepla sa uvoľní pri kondenzácii 0,2 kg vodnej pary, ktorá má teplotu 100 0 C a pri ochladení vody z nej získanej na 20 0 C?
10. Plynová fľaša je umiestnená v tepelne nepriepustnom plášti. Ako sa zmení teplota plynu, ak sa objem valca postupne zväčšuje? Aká je zmena vnútornej energie plynu, ak sa na plyne vykoná 6000 J práce?

Plán lekcie na tému:

"Prvý zákon termodynamiky"

Abramova Tamara Ivanovna, učiteľka fyziky

Ciele: 1. Vzdelávacie- sformulovať 1 termodynamický zákon; zvážiť jeho dôsledky.

2. Vývojové - rozvoj spôsobov duševnej činnosti (analýza, porovnávanie, zovšeobecňovanie), rozvoj reči (vlastnenie fyzikálnych pojmov, pojmov), rozvoj kognitívneho záujmu študentov.

3. Výchovné- formovanie vedeckého rozhľadu, výchova k trvalému záujmu o predmet, kladný vzťah k poznaniu.

Organizačné formy a vyučovacie metódy:

• Tradičný - rozhovor v úvodnej fáze hodiny

• Problematické – učenie sa nových vecí vzdelávací materiál kladením otázok

Prostriedky vzdelávania:

• Inovatívny - počítač, multimediálny projektor
• Tlačené - testovacie úlohy

Počas tried:

1. Organizácia času
2. Opakovanie domácej úlohy:

• Ako možno zmeniť vnútornú energiu systému? (v dôsledku vykonávania práce alebo v dôsledku výmeny tepla s okolitými telesami)
• Aká je práca plynu a práca vnútorných síl na plyn pri konštantnom tlaku? (Ag \u003d -A externé \u003d p ΔV)
• Múka z mlynských kameňov vychádza horúca. Chlieb sa tiež vyberie z rúry horúci. Čo spôsobuje zvýšenie vnútornej energie múky a chleba v každom z týchto prípadov? (Múka - prácou, chlieb - kvôli prenosu tepla)
• V lekárskej praxi sa často používajú zahrievacie obklady, zahrievacie podložky a masáže. Aké metódy zmeny vnútornej energie sa v tomto prípade používajú? (prenos tepla a vykonaná práca)

1. Vysvetlenie nového materiálu:

Viete, že mechanická energia nikdy nezmizne bez stopy.

Pod údermi kladiva sa zahrieva kúsok olova, zahrieva sa studená čajová lyžička ponorená do horúceho čaju.

Na základe pozorovaní a zovšeobecnení experimentálnych faktov bol sformulovaný zákon zachovania energie.

Energia v prírode nevzniká z ničoho a nezaniká: množstvo energie sa nemení, len sa mení z jednej formy na druhú.

Zákon objavil v polovici 19. storočia nemecký vedec R. Mayer, anglický vedec D. Joule. Presnú formuláciu zákona podal nemecký vedec G. Helmholtz.

Uvažovali sme o procesoch, pri ktorých sa vnútorná energia systému menila buď v dôsledku práce, alebo v dôsledku výmeny tepla s okolitými telesami (snímka 1)

A ako sa mení vnútorná energia systému vo všeobecnom prípade? (snímka 2)

Prvý zákon termodynamiky je formulovaný špeciálne pre všeobecný prípad:

ΔU = Aext + Q

Plyn \u003d - externý,

Q = AU + Ag

Dôsledky:

1. Systém izolovaný (A=O, Q=0)

Potom Δu = u2-u1=0 alebo u1=u2 -Vnútorná energia izolovaného systému zostáva nezmenená

1. Nemožnosť vytvoriť perpetum mobile - zariadenie schopné vykonávať prácu bez spotreby paliva.

Q = ΔU + Ag, Q = 0,

Ar = - ΔU. Po vyčerpaní zásob energie motor prestane pracovať.

1. Ukotvenie

(práca s navigátorom - výstup je zhrnutý)

Riešenie problému 1

Kontrola odpovede (snímka 3)

Riešenie problému 2

Kontrola odpovede (snímka 4)

1. Záver (snímka 5)
2. Reflexia

(Komu sa lekcia páčila - zdvihnite ruky gestom „palec hore“, (snímka 6), komu sa to nepáčilo, zdvihnite ruky gestom „palec nadol“ (snímka 7)

1. Domáca úloha: s. 78, b. 15 (2,6)

Navigátor

Predmet: "I zákon termodynamiky".

Zákon zachovania a premeny energie, rozšírený na tepelné javy.

Zmeny vo vnútornej energii:

PROBLÉM:

Ako sa vo všeobecnosti mení vnútorná energia?

ΔU = A externé + Q

záver:

1. Zmena vnútornej energie sústavy pri prechode sústavy z jedného stavu do druhého sa rovná súčtu práce vonkajších síl a množstva tepla odovzdaného sústave.
2. Ag \u003d - Externé