Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам (физика 10 класс)

Применение I закона ТЕРМОДИНАМИКИ к различным изопроцессам изопроцесс график изопроцесса запись 1 закона термодинамики ∆U физический смысл 1.Изохорное нагревание, V = const Процесс происходит, когда газ заключен в жёсткую  теплопроводящую  оболочку. 2.Изохорное охлаждение, V = const Процесс происходит, когда газ заключён в жесткую  теплопроводящую  оболочку. 3.Изобарное расширение (нагревание), p = const ∆V > 0,     A'p = p∙∆V > 0, ∆V ˜ ∆T, то ∆V > 0 и ∆T > 0; => ∆U > 0. Отсюда, Qp > 0, причём, Qp > A'p  p                                             QV > 0                      QV                   A'V = 0    0                        V (A' = p∙∆V; ∆V = 0, => A' = 0) ∆U = QV ∆U > 0 Внутренняя энергия газа увеличивается за счёт  полного поглощения подводимой теплоты.  p                                             QV < 0 ∆U = QV ∆U < 0 Внутренняя энергия газа уменьшается за счёт                                A'V = 0                         QV     0                         V (A'= p∙∆V; ∆V = 0, =>  A' = 0 )   p                    Qp                                 QP > 0,                                        A'P               A'P > 0,                                                        QP > A'P ,    0                                   V                                                AP < 0 передачи газом энергии при теплообмене. при  Qp > A'p ∆U = Qp + Ap (∆U = Qp ­ A'p) Qp = ∆U + A'p (Qp = ∆U ­ Ap) ∆U > 0 Количество теплоты, сообщаемое газу при изобаном нагревании, расходуется частично на увеличение вну­ тренней энергии газа и частично на совершение рабо­ ты газом при его расширении. Причем, в общем  случае количество теплоты, сообщенное телу, не  равно уве­личению его внутренней энергии .Энергия,  сообщаемая газу путем теплообмена, превосходит  энергию, отда­ ваемую газом путем совершения работы  (Qp>Ap),что приводит к увеличению внутренней  энергии и повыше­нию температуры газа. 4.Изобарное сжатие (охлаждение), p = const ∆V < 0,  A'p = p∙∆V < 0,  и ∆V ˜ ∆T,  то ∆T < 0,  и ∆V < 0;  =>  Qp < 0.  p                                                         QP < 0,   Ap                                                             AP > 0,         Qp                                                          QP < A'P, 0                          V при  Qp < A'p ∆U = Qp + Ap (∆U = Qp ­ A'p) Qp=∆U+A'p ∆U < 0 При изобарном охлаждении газ отдает часть своей  внутренней энергии путем теплообмена и  одновреме­енно приобретает энергию путем  совершения рабо­ты над газом. При этом энергия,  отдаваемая газом путем теплообмена, превосходит энергию, приобре­таемую газом путем совершения  работы (|Qp|>A), что приводит к уменьшению т.к. Ap = ­ p∙∆V, то Ap > 0, |Qp| > Ap                                                        A'P  < 0 (Qp=∆U­Ap) внутренней энергии и понижению температуры газа. изопроцесс график изопроцесса  запись 1 закона термодинамик и ∆U физический смысл 5.Изотермическое    расширение, T = const. Процесс может  протекать только при  наличии тепло­обмена. 6. Изотермическое    сжатие,  T = const. Процесс может  протекать только при  наличии тепло­обмена. 7. Адиабатное расширение. Процесс, происходящий при отсутствии теплообмена  между  термодинамической  системой и окружающей  средой, называют адиабат­ ным. 8. Адиабатное сжатие.  p                                                          QТ                            AT  < 0                                                                       QТ = A'T             QT  > 0                                                                    0                                   p                                    AT                        QТ = A'T V               A'T  >0       QТ = ­AТ QТ = A'Т QТ = ­AТ QТ = A'Т 0 V p                                    Qа = 0, Tа ­ понижается                   A'a                                                                                                          Aа < 0 ∆U = Aa   ∆U = ­A'a                                                    A'а > 0    0                            V ∆U = 0 Внутренняя энергия газа остается без  изменения за счёт того, что при  изотермическом расшире­нии газ отдает  энергию в окружающую среду путём  совершения работы, равной энергии, при­ обретаемой газом путем теплообмена. ∆U = 0 Внутренняя энергия газа остается без  изменения за счёт того, что энергия,  приобретаемая газом при изотермическом  сжатии путём совершения работы, равно  энергии, отдаваемой газом путём теплообмена. ∆U < 0 При адиабатном расширении находящегося в  ци­линдре газа путем выдвигания поршня  скорости, а значит, и кинетические энергии  молекул, упруго отражающихся от  удаляющегося поршня, будут меньшими,  нежели при отражении от неподви­жного  поршня.Отсюда следует, что внутренняя  энергия, а значит, и температура газа уменьша­ ются за счёт совершения работы газом. Процесс, происходящий при отсутствии теплообмена  между  p                               Qа = 0, Tа ­ повышается                 Аа                                                                        Aа > 0                                     ∆U = Aа   ∆U = ­ A'а ∆U > 0 При адиабатном сжатии находящегося в  цилин­дре газа путём выдвигания поршня  скорости, а значит, и кинетические энергии  молекул газа уп­руго отражающихся от  приближающегося пор­шня, будут термодинамической  системой и окружающей  средой, называют адиабат­ ным.                                                      A'T < 0    0                        V                      большими,нежели при отражении от  неподвижного поршня. В результате молекулы  газа приобретают дополнительную энергию, за  счёт которой увеличивается внутренняя энер­ гия, a следовательно, и температура газа.