Физика 10 класс Автор: учитель физики и информатики Александрова З.В., МОУ СОШ 5 п.Печенга, Мурманская обл., 2009 г. Автор: учитель физики и информатики Александрова З.В., МОУ СОШ 5 п.Печенга, Мурманская обл., 2009 г.

1. Раскрыть физическое содержание первого закона термодинамики при рассмотрении конкретных из процессов, продолжить формирование умений описывать тепловые процессы физическими величинами и законами, ввести понятие об адиабатном процессе; 2. Продолжить формирование умений устанавливать закономерности, анализировать изучаемый материал и делать выводы, применять знания в конкретных ситуациях; 3. Активизировать познавательный интерес учащихся к предмету. Цели:

1. Дать формулировку первого закона термодинамики. 2. Что выражает данный закон? Какие величины связывает данный закон? 3. Как найти изменение внутренней энергии?Как записывается данный закон? 4. Как рассчитать работу газа? 5. Мы говорим, что система обладает внутренней энергией, но почему нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы? 6. В каком случае изменение внутренней энергии отрицательно? Фронтальный опрос

p V V1V1 V2V2 p1p1 p2p2 Q>0 T 1 = T 2 Изотермическое расширение V p T 1 = T 2 T=0 V 1 0 U = 0 U = 0 A >0 A < 0 A < 0 U = 0 U = 0 A >0 A < 0 A < 0 Q = A Q = A 1 2 T = const m= const U = 0 U = 0

При изотермическом расширении все переданное системе количество теплоты идёт только на совершение этой системой механической работы. Q = A Q = A Первый закон термодинамики для изопроцессов Вывод:

p V V2V2 V1V1 p2p2 p1p1 Q<0 T 1 = T 2 Изотермическое сжатие V p T 1 = T 2 T=0 V 2 < V 1 V <0 U = 0 U = 0 A < 0 A < 0 A > 0 A > 0 U = 0 U = 0 A < 0 A < 0 A > 0 A > 0 A+Q = 0 A+Q = T = const m= const U = 0 U = 0

Внутренняя энергия системы, изотермически сжимающейся под действием внешних сил, не изменяется за счёт выделения этой системой теплоты в окружающую среду. Q + A = 0 Q + A = 0 Первый закон термодинамики для изопроцессов Вывод:

p V V1V1 V2V2 p 1 =p 2 Q>0 T 1 > T 2 Изобарное нагревание (расширение) T V T 2 >T 1 T>0 V 2 > V 1 V >0 U > 0 A > 0 U > 0 A > 0 A < 0 A < 0 U > 0 A > 0 U > 0 A > 0 A < 0 A < 0 Q = U +A Q = U +A 12 p = const m= const U = T Изобарное нагревание (расширение) T V

При изобарном нагревании (расширении) переданное системе количество теплоты идёт на совершение этой системой механической работы и на увеличение внутренней энергии системы. Q = U +A Q = U +A U = T Первый закон термодинамики для изопроцессов Вывод:

p V V2V2 V1V1 p 1 =p 2 Q<0 T 2 > T 1 Изобарное охлаждение (сжатие) T V T 2 >T 1 T<0 V 2 < V 1 V <0 U > 0 U > 0 A <0 A > 0 A > 0 U > 0 U > 0 A <0 A > 0 A > 0 U =A + Q U =A + Q 21 p = const m= const U = T T V

Внутренняя энергия системы, изобарно сжимающейся под действием внешних сил, уменьшается за счёт выделения этой системой теплоты в окружающую среду. U =A + Q U =A + Q U = T Первый закон термодинамики для изопроцессов Вывод:

Изохорное нагревание p V V1= V2 V1= V2 Q>0 T 2 > T 1 T p T 2 >T 1 T>0 V 2 =V 1 V =0 U > 0 A =0 U > 0 A =0 A = 0 U > 0 A =0 U > 0 A =0 A = 0 Q = U 1 V = const m= const U = T 2 p1p1 p2p2

При изохорном нагревании всё переданное системе количество теплоты идёт только на увеличение внутренней энергии системы. U =Q U =Q U = T Первый закон термодинамики для изопроцессов Вывод:

Изохорное охлаждение p V V1= V2 V1= V2 Q<0 T 2 < T 1 T 2 <T 1 T<0 V 2 =V 1 V =0 U < 0 U < 0 A = 0 A = 0 U < 0 U < 0 A = 0 A = 0 Q = U 1 V = const m= const U = T 2 p1p1 p2p2 T p Изохорное охлаждение

Первый закон термодинамики для изопроцессов Внутренняя энергия системы, изохорно охлаждающейся системы уменьшается только за счёт выделения этой системой теплоты в окружающую среду. Q = U U = T Вывод:

На явлении разогрева газа при его адиабатическом сжатии основано явление пневматического огнива, которое находит применение в дизелях, где воспламенение горючей смеси осуществляется путём адиабатического сжатия. Адиабатный процесс

Адиабатическое же охлаждение газов лежит в основе процесса их сжижения. Адиабатный процесс

В дизельных двигателях отсутствует система зажигания. В цилиндр засасывается атмосферный воздух, а к концу такта сжатия с помощью форсунки впрыскивается жидкое топливо. К этому моменту температура воздуха так велика, что горючее воспламеняется. 1 мая 1895 г. дизельный двигатель Рудольфа Дизеля впервые непрерывно проработал в течение 30 минут. Адиабатный процесс

Вопрос Объясните процессы, происходящие в модели двигателя, изображённого на рисунке.

Модель. Адиабатический процесс

p V V1 V1 T 2 < T 1 T 2 <T 1 T<0 V 2 >V 1 V >0 U < 0 U < 0 A 0 U < 0 U < 0 A 0 A' = - U 1 U = T 2 p1p1 p2p2 T Адиабатное расширение (охлаждение) V p V1 V1 V2 V2 Q = 0 m= const

Первый закон термодинамики для изопроцессов При адиабатном расширении система совершает механическую работу только за счёт уменьшения внутренней энергии системы. A' = - U U = T Вывод:

p V T 2 < T 1 T 2 >T 1 T>0 V 2 <V 1 V <0 U > 0 U > 0 A >0 A' 0 A'<0 U > 0 U > 0 A >0 A' 0 A'<0 U = AU = AU = AU = A U = AU = AU = AU = A 1 U = T 2 p1p1 p2p2 V Адиабатное сжатие (нагревание) T p V1 V1 V2 V2 Q = 0 m= const

Первый закон термодинамики для изопроцессов Внутренняя энергия адиабатно сжимающейся системы увеличивается только за счёт работы внешних сил. U = AU = AU = AU = A U = AU = AU = AU = A U = T Вывод: Модель адиабатного процесса Смотри

Используя уравнение первого закона термодинамики, запишите формулу для расчета внутренней энергии в каждом случае Δ U=A+QΔ U=Q Δ U=Q-A Ответы: Задача (устно) Закрепление изученного материала

Задачи (у доски) 2. При изобарном нагревании объём гелия увеличился в 3 раза. Какую работу совершил газ? Какое количество теплоты ему передано? Масса гелия 12 г, начальная температура С. 7,5 к Дж; 18,7 к Дж. Ответ: 1. При изотермическом расширении газ совершил работу, равную 50 Дж. Какое количество сообщено телу? 50 Дж. Ответ: Закрепление изученного материала

Оцените сегодняшний урок: 0 – нет, 1 – да. Количество баллов________ Рефлесия (карточка с таблицей у каждого ученика) ВОПРОС ОЦЕНКА Вам было интересно на уроке? Вы узнали что-то новое? Вы расширили свои знания Был ли доступен изучавшийся материал? Вам было всё понятно на уроке Вы смогли показать свои знания на уроке? Д/З: (по отдельному плану учителя) Подготовить сообщения об адиабатном процессе и звуке, используя материал интернет-ресурса:

Автор: учитель физики и информатики Александрова З.В., МОУ СОШ 5 п.Печенга, Мурманская обл., 2009 г. Спасибо за внимание! Использованные ресурсы: