ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के विषय पर पाठ। पाठ के लिए प्रस्तुति "ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम"

पाठ का उद्देश्य:गैस प्रक्रियाओं के लिए ऊष्मागतिकी के पहले नियम के व्यावहारिक अनुप्रयोग का अध्ययन करें।

कार्य।

शैक्षिक:

• ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के सामान्य ज्ञान से विशिष्ट गैस कानूनों में संक्रमण को दिखाएं;
• विशिष्ट समस्याओं को हल करते समय प्राप्त ज्ञान के अनुप्रयोग पर विचार करें;
• गणित के ज्ञान को अन्य विषयों, विशेष रूप से भौतिकी में स्थानांतरित करने की आवश्यकता को प्रदर्शित कर सकेंगे;

विकसित होना:

• तुलना, विश्लेषण, सामान्यीकरण, निष्कर्ष निकालने की क्षमता विकसित करना;
• एक नई गैर-मानक स्थिति में ज्ञान और कौशल के हस्तांतरण की क्षमता विकसित करना;

शैक्षिक:

• एक विज्ञान के रूप में भौतिकी में रुचि बढ़ाने के लिए जो आसपास की घटनाओं की एक बड़ी संख्या की व्याख्या करता है और कई अन्य विज्ञानों के ज्ञान को जोड़ता है;
• छोटे समूहों में काम करते समय संचारी और व्यावसायिक गुणों का निर्माण करना।

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पूर्वावलोकन:

नगर बजटीय शिक्षण संस्थान

माध्यमिक विद्यालय संख्या 4

एके-दोवुरक शहर

विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का अनुप्रयोग

भौतिकी पाठ

ग्रेड 10

"विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का अनुप्रयोग"

भौतिकी के शिक्षक कुजुगेट एम.एस.

एके-दोवुरक-2017

पाठ का उद्देश्य: गैस प्रक्रियाओं के लिए ऊष्मागतिकी के पहले नियम के व्यावहारिक अनुप्रयोग का अध्ययन करें।

कार्य।

शैक्षिक:

• ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के सामान्य ज्ञान से विशिष्ट गैस कानूनों में संक्रमण को दिखाएं;
• विशिष्ट समस्याओं को हल करते समय प्राप्त ज्ञान के अनुप्रयोग पर विचार करें;
• गणित के ज्ञान को अन्य विषयों, विशेष रूप से भौतिकी में स्थानांतरित करने की आवश्यकता को प्रदर्शित कर सकेंगे;

विकसित होना:

• तुलना, विश्लेषण, सामान्यीकरण, निष्कर्ष निकालने की क्षमता विकसित करना;
• एक नई गैर-मानक स्थिति में ज्ञान और कौशल के हस्तांतरण की क्षमता विकसित करना;

शैक्षिक:

• एक विज्ञान के रूप में भौतिकी में रुचि बढ़ाने के लिए जो आसपास की घटनाओं की एक बड़ी संख्या की व्याख्या करता है और कई अन्य विज्ञानों के ज्ञान को जोड़ता है;
• छोटे समूहों में काम करते समय संचारी और व्यावसायिक गुणों का निर्माण करना।

उपकरण: कंप्यूटर, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर।

शिक्षण योजना

1. संगठनात्मक क्षण।

2. फ्रंटल पोल और नई सामग्री का अध्ययन।

छात्रों को अध्ययन के लिए तैयार करना नया विषय, पिछले एक को दोहराकर।

• आप क्या आइसोप्रोसेस जानते हैं?
• कौन से मैक्रोपैरामीटर अपरिवर्तित हो सकते हैं?
• आइसोप्रोसेस के नाम और संबंधित कानून के बीच पत्राचार का निर्धारण करें

• आइसोप्रोसेस नाम और संबंधित ग्राफ के बीच पत्राचार का निर्धारण करें

इज़ोटेर्मल प्रक्रिया
समदाब रेखीय प्रक्रिया
आइसोकोरिक प्रक्रिया

आइए वह सब कुछ रखें जिसके बारे में हमने अभी बात की थी, एक तालिका के रूप में, प्रत्येक प्रक्रिया के लिए सब कुछ फिर से दोहराते हुए।

आइए एक और प्रक्रिया से परिचित हों जिस पर पहले चर्चा नहीं की गई है।

रुद्धोष्म प्रक्रिया... के साथ हीट एक्सचेंज के बिना की गई प्रक्रिया वातावरणक्यू = 0।

निरूपण: परिवर्तन आंतरिक ऊर्जाकाम करने से गैस बनती है। आइए नीचे लिखें कि हमारी तालिका के आवश्यक कक्षों में क्या आवश्यक है और इस कानून के लिए एक उदाहरण देखें।

• कक्षा से प्रश्न: ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम बनाइए?

(उत्तर: प्रकृति में ऊर्जा कुछ भी नहीं से उत्पन्न होती है और गायब नहीं होती है: ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तनीय है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में जाती है। थर्मल घटना के लिए विस्तारित ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम को पहला कहा जाता है ऊष्मप्रवैगिकी का नियम)।

• यह क्या दिखाता है? (उत्तर: आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन किन मात्राओं पर निर्भर करता है)

क्यू = यू + ए 1

सिस्टम को हस्तांतरित गर्मी की मात्रा इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने और सिस्टम द्वारा बाहरी निकायों पर काम करने के लिए जाती है)

आइए अब अपनी तालिका की अंतिम पंक्तियों को भरें। आइए हम प्रत्येक आइसोप्रोसेस के लिए थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम लिखें। आपको इन सूत्रों को याद रखने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन यदि आप इसका अर्थ समझते हैं, तो हमेशा ऊष्मागतिकी के पहले नियम से निष्कर्ष निकालें। हमने आपके साथ एक तालिका भरी है, जिसमें प्रत्येक प्रक्रिया के बारे में संक्षिप्त जानकारी, एक विवरण, सूत्र और शब्द शामिल हैं। ठंडा होने पर किसी पिंड की आंतरिक ऊर्जा कैसे बदलती है?

(उत्तर: यू घटता है)

2) बर्तन में गैस संकुचित थी, 30 J का कार्य कर रही थी। गैस की आंतरिक ऊर्जा 25 J बढ़ जाती है। गैस का क्या हुआ?

(उत्तर: पर्यावरण को दी गई गैस Q = 5 J)

आदर्श गैस को अवस्था 1 से अवस्था 3 में स्थानान्तरित किया जाता है, क्योंकि ग्राफ में दिखाया गया है। गैस द्वारा क्या कार्य किया जाता है? (उत्तर: 2पी 0 वी 0)

4. समस्या का स्वतंत्र समाधान

समस्या: पिस्टन के नीचे एक लंबवत स्थित सिलेंडर में T = 323 K पर गैस होती है, जो V . का आयतन घेरती है 1 = 190 सेमी 3 ... पिस्टन द्रव्यमान M = 120 किग्रा, इसका क्षेत्रफल S = 50 सेमी 2 ... वायुमंडलीय दबाव पी 0 = 100 केपीए। गैस को T = 100 K तक गर्म किया जाता है।

ए ... पिस्टन के नीचे गैस का दबाव निर्धारित करें।

बी। गर्म करने के बाद गैस का आयतन कितना बदल जाएगा?

वी विस्तार करते समय गैस का काम खोजें।

समस्या के समाधान को सारांशित करना और पाठ में काम करना। ग्रेडिंग:

5. गृहकार्य।पाठ्यपुस्तक के 81।

• व्यायाम 15 (8, 9)।
• तालिका जानें।

6. प्रतिबिंब। प्रत्येक छात्र को एक स्माइली चेहरा दिया जाता है और उस पर वांछित मुस्कान खींची जाती है। मुस्कान की संख्या से आप इस प्रश्न का उत्तर दे सकते हैं: क्या यह पाठ सफल रहा?

साहित्य

1. मायाकिशेव जी.वाई.ए., बी.बी. बुखोवत्सेव, एन.एन. सोत्स्की। भौतिकी-10: कक्षा 10 के शिक्षण संस्थानों के लिए पाठ्यपुस्तक। - एम।: शिक्षा, 2005।
2. नेबुकिन एन.एन. भौतिकी में स्तर की समस्याओं का संग्रह। एम।: शिक्षा, 2006।
3. 2008 का उपयोग करें। भौतिकी। फेडरल बैंकपरीक्षा सामग्री। द्वारा संकलित डेमिडोवा एम.यू., नूरमिंस्की आई.एन. - एम।: एक्समो, 2008।
4. डिजिटल शैक्षिक संसाधन .
5. एक भौतिकी शिक्षक के लिए एक पाठ का विकास एस.एन. गुत्सिल।

पाठ विषय: ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम का अनुप्रयोग।

पाठ का उद्देश्य: एक नए ऊर्जावान दृष्टिकोण से आइसोप्रोसेस पर विचार करें।

पाठ मकसद:

• 
  प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन, कार्य और गैसों में आइसोप्रोसेस को दी गई गर्मी की मात्रा के बीच संबंध स्थापित करें;
• 
  रुद्धोष्म प्रक्रिया और प्रौद्योगिकी और प्रकृति में रुद्धोष्म प्रक्रियाओं के उदाहरणों पर विचार करें;
• 
  विषय पर विशिष्ट समस्याओं को हल करने के लिए कौशल और क्षमताओं का विकास।

कक्षाओं के दौरान।

1. 
   होमवर्क नंबर 81, 80 व्यायाम 15 (9-12)।

1. 
   ज्ञान अद्यतन:

शिक्षक	विद्यार्थी
1. हम किस विषय का अध्ययन कर रहे हैं?	ऊष्मप्रवैगिकी।
2. आपने नया क्या सीखा?	एकपरमाणुक, द्विपरमाणुक और बहुपरमाणुक गैसों के लिए आंतरिक ऊर्जा की गणना करें और उष्मागतिकी में कार्य करें: ∆यू = 3mR∆T / 2M; यू = 5mR∆T / 2M; यू = 6νR∆T। ए = पी · (वी 2 - वी 1); ए = पी ∆वी; А = R∆T ए = νRTln (वी 2 / वी 1)
3. आंतरिक ऊर्जा की अवधारणा दीजिए।	एक स्थूल पिंड की आंतरिक ऊर्जा शरीर के अणुओं (या परमाणुओं) की यादृच्छिक गति की गतिज ऊर्जाओं के योग के बराबर होती है और संभावित ऊर्जाएक दूसरे के साथ सभी अणुओं की बातचीत (लेकिन अन्य निकायों के अणुओं के साथ नहीं)।
4. ऊर्जा संरक्षण का नियम बनाइए।	प्रकृति में ऊर्जा कुछ भी नहीं से उत्पन्न होती है और गायब नहीं होती है: ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तित रहती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में जाती है।
5. बाह्य बलों के लिए ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम बनाइए।	एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन बाहरी बलों के काम के योग और सिस्टम को हस्तांतरित गर्मी की मात्रा के बराबर होता है: ∆यू = ए + क्यू
6. ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम तैयार करें, जब सिस्टम स्वयं कार्य करता है।	सिस्टम को हस्तांतरित गर्मी की मात्रा इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने और सिस्टम द्वारा बाहरी निकायों पर काम करने के लिए जाती है: क्यू = ∆यू + ए
7. आइए याद रखें कि मैक्रोस्कोपिक मापदंडों की विशेषता क्या है?	वी - वॉल्यूम पी - दबाव टी - तापमान
8. सभी मैक्रोस्कोपिक मापदंडों से संबंधित समीकरण क्या है?	मेंडेलीव - क्लैपेरॉन समीकरण पी वी = RT
9. इस समीकरण से कौन से गैस नियम प्राप्त किए जा सकते हैं?	टी - स्थिरांक इज़ोटेर्मल वी - स्थिरांक समद्विबाहु पी - स्थिरांक समदाब रेखीय

1. 
   नई सामग्री सीखना।

जब मैक्रोस्कोपिक मापदंडों में से एक स्थिर रहता है, जबकि अन्य दो बदल जाते हैं, तो हमने आइसोप्रोसेस की जांच की। आज हम इन गैस नियमों पर ऊर्जा की दृष्टि से विचार करेंगे और एक नई रुद्धोष्म प्रक्रिया की अवधारणा का परिचय देंगे।

हम उस तालिका को भरते हैं जिसे हमने आज के पाठ के लिए तैयार किया है।

1. 
   प्रक्रिया का नाम
2. 
   प्रक्रिया की अनुसूची
3. 
   कानून का गणितीय संकेतन
4. 
   आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन
5. 
   ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम लिखने का भौतिक अर्थ

शिक्षक	विद्यार्थी
हम पहली बार किस समतापी प्रक्रिया से मिले जो स्थिर बनी हुई है?	इज़ोटेर्मल, तापमान नहीं बदलता है।
तापमान के अलावा क्या नहीं बदलेगा, आपको क्या लगता है? बोर्ड देख रहे हैं?	आंतरिक ऊर्जा।
इज़ोटेर्मल प्रक्रिया ग्राफ क्या है?	अतिपरवलय।
इज़ोटेर्मल विस्तार, हाइपरबोला कहाँ निर्देशित है? इज़ोटेर्मल संपीड़न, कौन से बल कार्य करेंगे, इज़ोटेर्म को कहाँ निर्देशित किया जाएगा, आयतन का क्या होगा?	इज़ोटेर्म को ऊपर से नीचे की ओर निर्देशित किया जाएगा। बाहरी ताकतें करेंगी काम इज़ोटेर्म को ऊपर की ओर निर्देशित किया जाएगा, आयतन घटेगा।
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम गणितीय रूप से कैसे लिखा जाता है?	क्यू = ए
आइए इस कानून को तैयार करने का प्रयास करें।	गैस को हस्तांतरित सभी ऊष्मा का उपयोग कार्य करने के लिए किया जाता है।
हम स्क्रीन को सही ढंग से देखते हैं, ध्यान से और जल्दी से एक नोटबुक में लिखते हैं, लेकिन केवल विस्तार के लिए, और संपीड़न के लिए हम घर पर ही भरेंगे।
चार्ल्स का नियम किस प्रक्रिया के लिए है? कौन सा मैक्रोस्कोपिक पैरामीटर नहीं बदलता है?	आइसोकोरिक के लिए। वी - वॉल्यूम
कुल्हाड़ियों P (V) में ग्राफ कैसे प्रदर्शित होगा आइसोकोरिक हीटिंग? आइसोकोरिक कूलिंग?	सीधी रेखा ऊपर की ओर इशारा कर रही है। नीचे की ओर सीधी रेखा।
ऊर्जा के बारे में क्या? गैस के काम के बारे में? हम बोर्ड को देखते हैं। बहुत बढ़िया।	परिवर्तन। काम नहीं किया जाता है क्योंकि वॉल्यूम नहीं बदलता है।
I कानून को गणितीय रूप से कैसे लिखा जाएगा ऊष्मप्रवैगिकी? अच्छा! हम स्क्रीन को देखते हैं, इसे आइसोकोरिक हीटिंग के लिए भरते हैं, और इसे घर पर ठंडा करने के लिए भरते हैं।	∆यू = क्यू आपूर्ति की गई गर्मी के कारण गैस की आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है।
किस प्रक्रिया के लिए हमें आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन, कार्य और ऊष्मा की मात्रा के बीच संबंध की आवश्यकता है? इस कानून के गणितीय लेखन के बारे में क्या कहा जा सकता है? हम स्क्रीन को देखते हैं, इसे आइसोबैरिक हीटिंग के लिए भरते हैं, और इसे घर पर ठंडा करने के लिए भरते हैं।	आइसोबैरिक के लिए। प्रवेश नहीं बदलेगा।
प्रकृति और प्रौद्योगिकी में, पर्यावरण के साथ हीट एक्सचेंज के अभाव में प्रक्रियाओं से निपटना पड़ता है। पर्यावरण के साथ ऊष्मा विनिमय की अनुपस्थिति में गैस के आयतन और दबाव को बदलने की प्रक्रिया को रुद्धोष्म कहा जाता है। चूंकि कोई गर्मी हस्तांतरण नहीं है, क्या सिस्टम प्राप्त नहीं करता है?	ऊष्मा मात्रा Q = 0
बहुत बढ़िया! गणितीय रूप से, हम कानून कैसे लिख सकते हैं यदि सिस्टम ही काम करता है?	∆यू = - ए´ गैस की आंतरिक ऊर्जा इस तथ्य के कारण घट जाती है कि गैस स्वयं कार्य करती है। गैस को ठंडा किया जाता है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कैसे पढ़ा जाएगा यदि कार्य बाहरी बलों द्वारा किया जाता है।	गैस पर काम करने के कारण गैस की आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है। गैस गर्म हो जाती है। ∆यू = ए
हम तालिका को देखते हैं, एडियाबैट कैसा दिखता है, इसे इज़ोटेर्म की तुलना में अधिक कठोर दर्शाया गया है। रुद्धोष्म प्रक्रिया से हम कहाँ मिलते हैं? हम नीचे पृष्ठ 208 2 पैराग्राफ की पहली पंक्ति पढ़ते हैं दूसरी पंक्ति पृष्ठ 208 नीचे से 1 अनुच्छेद तीसरी पंक्ति पृष्ठ 209 1 अनुच्छेद ऊपर	डीज़ल गैसों को द्रवित करने वाली मशीनों में बादल बनना।
आइए संक्षेप में कहें, हमें क्या सीखना चाहिए? हम पंक्तियों के बीच 80, पृष्ठ 209, अंतिम पैराग्राफ के अंत में पढ़ते हैं।

बहुत बढ़िया! हम ठीक करते हैं, या यों कहें हम विशिष्ट समस्याओं को हल करने के लिए कौशल और क्षमता विकसित करते हैं

स्लाइड 2

पाठ मकसद:

2 गैस कानूनों के सिद्धांत की समीक्षा करें ऊष्मप्रवैगिकी के पहले कानून की समीक्षा करें आइसोप्रोसेस के लिए थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून के आवेदन पर विचार करें

स्लाइड 3

3 ललाट मतदान तापमान दबाव की मात्रा क्या मैक्रोपैरामीटर अपरिवर्तित हो सकते हैं? प्रक्रियाएं: इज़ोटेर्मल, आइसोबैरिक, आइसोकोरिक आप कौन सी इज़ोटेर्मल प्रक्रियाएं जानते हैं?

स्लाइड 4

आइसोप्रोसेस के नाम और संबंधित कानून के बीच पत्राचार का निर्धारण करें

4 गे लुसाक का नियम चार्ल्स का नियम बॉयल का नियम

स्लाइड 5

5 आइसोप्रोसेस के नाम और संबंधित ग्राफ टी वी पी टी पी वी के बीच पत्राचार का निर्धारण करें

स्लाइड 6

6 Т = कास्ट, T = 0 बॉयल-मैरियट का नियम U = 0 Р = const गे-लुसाक का नियम А = 0 चार्ल्स का नियम V = const V = 0

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रुद्धोष्म प्रक्रिया

7 पर्यावरण के साथ ऊष्मा विनिमय के बिना की गई प्रक्रिया Q = 0. गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन कार्य करने से होता है।

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8 http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/6cd0134b-bfec-4dcd-88bb- 88c63280df06 /% 5BPH10_06-014% 5D_% 5BIM_35% 5D.swf

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10 ऊष्मागतिकी का पहला नियम बनाइए। प्रकृति में ऊर्जा शून्य से उत्पन्न नहीं होती है और गायब नहीं होती है: ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तित रहती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में जाती है। ऊष्मीय परिघटनाओं तक विस्तारित ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम को ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहा जाता है।

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11 यह क्या दिखाता है? आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन किस मात्रा पर निर्भर करता है?

स्लाइड 12

12 ऊष्मप्रवैगिकी के 1 नियम में कौन-सा गणितीय संकेतन है? यदि हम बाह्य पिंडों पर कार्य (गैस का कार्य) पर विचार करें तो Q = U + A1

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स्लाइड 14

14 फ़िज़कुल्मिनुत्का हमने लिखा, हमने फैसला किया और थोड़ा थक गया, हम मुड़ गए, मुड़ गए, हम झुक गए और बैठ गए, और फिर हम लिखने और निर्णय लेने और गणना करने के लिए तैयार हैं

स्लाइड 15

15 किसी पिंड के ठण्डा होने पर उसकी आन्तरिक ऊर्जा किस प्रकार परिवर्तित होती है ? घटती है वृद्धि नहीं बदलती

स्लाइड 16

बर्तन में गैस संकुचित थी, 30 J का कार्य कर रही थी। गैस की आंतरिक ऊर्जा में 25 J की वृद्धि हुई। गैस का क्या हुआ?

16 गैस ने Q दिया = 5 J गैस प्राप्त Q = 5 J गैस प्राप्त Q = 55 J गैस ने 55 J . दिया

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17 आदर्श गैस 1 अवस्था से अवस्था 3 में स्थानान्तरित होती है, क्योंकि ग्राफ में दिखाया गया है। गैस द्वारा क्या कार्य किया जाता है? 2P0 V0 P0 V0 0 4P0 V0

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परीक्षण

18 सी: \ दस्तावेज़ और सेटिंग्स \ उपयोगकर्ता \ डेस्कटॉप \ 49562.ओएमएस परीक्षण

स्लाइड 19

समस्या: ए - 3 अंक; बी - 4 अंक; बी - 5 अंक

19 पिस्टन के नीचे एक लंबवत स्थित सिलेंडर में T = 323 K पर गैस होती है, जिसका आयतन V1 = 190 सेमी 3 होता है। पिस्टन का द्रव्यमान M = 120 किग्रा है, इसका क्षेत्रफल S = 50 सेमी 2 है। वायुमंडलीय दबाव p0 = 100 kPa। गैस T = 100 K तक गर्म होती है। A. पिस्टन के नीचे गैस का दबाव निर्धारित करें। B. गर्म करने के बाद गैस का आयतन कितना बदल जाएगा? B. विस्तार करते समय गैस का कार्य ज्ञात कीजिए।

स्लाइड 20

समस्या का समाधान

20 दिया गया है: T1 = 323 K V1 = 190 cm3 M = 120 किग्रा S = 50 cm2 P0 = 100 kPa T = 100 K A. P1 -? बी.वी-? क्यू ए =? हल: A. पिस्टन पर लगाया गया दबाव वायुमंडलीय दबावों और पिस्टन के दबाव के योग के बराबर होता है। P1 = P0 + P1 = 105 + = = 340 kPa

स्लाइड 21

21 हल: 2. आइए हम समदाब रेखीय = const के लिए अवस्था का समीकरण लिखते हैं आइए हम परिणामी समीकरण V1 (T1 + T) = T1 (V1 + V) V1 T1 + V1T = T1V1 + T1 को हल करें। वी V1T = T1V V = V = 0.59 सेमी3

स्लाइड 22

हल: 3. विस्तार के दौरान गैस का कार्य सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: A = p1V हम पिछले चरणों में p1 और V के लिए व्यंजक पहले ही प्राप्त कर चुके हैं। तो A = (P0 +) संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करें और आवश्यक मान ज्ञात करें A = 20 J उत्तर: A. P0 = 340 kPa B. V = 0.59 cm3 B. A = 20 J

स्लाइड 23

आइए समस्या के समाधान को संक्षेप में प्रस्तुत करें

23 5 अंक - ग्रेड "5" 4 अंक - ग्रेड "4" 3 अंक - ग्रेड "3"

विषय पर पाठ की रूपरेखा:

"ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम"

अब्रामोवा तमारा इवानोव्ना, भौतिकी शिक्षक

लक्ष्य: 1. शैक्षिक- ऊष्मप्रवैगिकी का 1 नियम तैयार करना; इससे होने वाले परिणामों पर विचार करें।

2. विकासशील - मानसिक गतिविधि के तरीकों का विकास (विश्लेषण, तुलना, सामान्यीकरण), भाषण का विकास (भौतिक अवधारणाओं, शर्तों का अधिकार), छात्रों की संज्ञानात्मक रुचि का विकास।

3. शैक्षिक- एक वैज्ञानिक विश्वदृष्टि का गठन, विषय में एक स्थिर रुचि का विकास, ज्ञान के प्रति सकारात्मक दृष्टिकोण।

संगठनात्मक रूप और शिक्षण के तरीके:

• पारंपरिक - पाठ के प्रारंभिक चरण में बातचीत

• समस्याग्रस्त - प्रश्न प्रस्तुत करके नई शैक्षिक सामग्री सीखना

शिक्षा के साधन:

• इनोवेटिव - कंप्यूटर, मल्टीमीडिया प्रोजेक्टर
• मुद्रित - परीक्षण कार्य

कक्षाओं के दौरान:

1. आयोजन का समय
2. होमवर्क की समीक्षा:

• निकाय की आंतरिक ऊर्जा को किन तरीकों से बदला जा सकता है? (काम के प्रदर्शन के कारण, या आसपास के निकायों के साथ हीट एक्सचेंज के कारण)
• स्थिर दाब पर गैस का कार्य तथा गैस पर आंतरिक बलों का कार्य कैसा होता है? (ए जी = -ए एक्सट = पी ΔV)
• आटा चक्की के नीचे से गर्म होकर निकलता है। ब्रेड भी गर्म होने पर ओवन से निकाल लिया जाता है। इनमें से प्रत्येक मामले में आटे और ब्रेड की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि का क्या कारण है? (आटा - काम करना, रोटी - हीट एक्सचेंज के कारण)
• चिकित्सा पद्धति में, अक्सर वार्मिंग कंप्रेस, हीटिंग पैड और मालिश का उपयोग किया जाता है। इस मामले में आंतरिक ऊर्जा को बदलने के किन तरीकों का उपयोग किया जाता है? (हीट एक्सचेंज और काम का प्रदर्शन)

1. नई सामग्री की व्याख्या:

क्या तुम जानते हो यांत्रिक ऊर्जाबिना किसी निशान के कभी गायब नहीं होता।

सीसे के टुकड़े को हथौड़े के प्रहार से गर्म किया जाता है, गर्म चाय में डूबा हुआ एक ठंडा चम्मच गर्म किया जाता है।

प्रयोगात्मक तथ्यों के अवलोकन और सामान्यीकरण के आधार पर, ऊर्जा के संरक्षण का कानून तैयार किया गया था।

प्रकृति में ऊर्जा शून्य से उत्पन्न नहीं होती है और गायब नहीं होती है: ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तित रहती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में जाती है।

इस कानून की खोज 19वीं सदी के मध्य में जर्मन वैज्ञानिक आर. मेयर और अंग्रेजी वैज्ञानिक डी. जूल ने की थी। कानून का सटीक निरूपण जर्मन वैज्ञानिक जी. हेल्महोल्ट्ज़ द्वारा दिया गया था।

हमने उन प्रक्रियाओं पर विचार किया जिनमें सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा या तो काम के कारण या आसपास के निकायों के साथ गर्मी के आदान-प्रदान के कारण बदल गई (स्लाइड 1)

और निकाय की आंतरिक ऊर्जा में किस प्रकार परिवर्तन होता है सामान्य मामला? (स्लाइड 2)

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम सामान्य स्थिति के लिए सटीक रूप से तैयार किया गया है:

यू = औट + क्यू

एक गैस = - एक बाहरी,

क्यू = यू + एजी

परिणाम:

1. प्रणाली पृथक है (ए = ओ, क्यू = 0)

तब u = u2-u1 = 0, या u1 = u2 -किसी विलगित निकाय की आंतरिक ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है

1. एक सतत गति मशीन बनाने की असंभवता - एक उपकरण जो बिना ईंधन खर्च किए काम करने में सक्षम है.

क्यू = Δयू + एजी, क्यू = 0,

अर = - U. ऊर्जा की आपूर्ति समाप्त होने के बाद, इंजन काम करना बंद कर देगा।

1. एंकरिंग

(नेविगेटर के साथ काम करना - आउटपुट संक्षेप में है)

समस्या का समाधान 1

उत्तर की जाँच (स्लाइड 3)

समस्या का समाधान 2

उत्तर की जाँच (स्लाइड 4)

1. निष्कर्ष (स्लाइड 5)
2. प्रतिबिंब

(किसने पाठ पसंद किया - "अंगूठे ऊपर" इशारा (स्लाइड 6) के साथ हमारे हाथ उठाएं, जो उन्हें पसंद नहीं करते - हमारे हाथों को "अंगूठे नीचे" इशारा (स्लाइड 7) के साथ उठाएं

1. होम वर्क: पी. 78, व्यायाम। 15 (2.6)

नाविक

विषय पर: "आई लॉ ऑफ थर्मोडायनामिक्स"।

ऊष्मीय परिघटनाओं तक विस्तारित ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन का नियम।

आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन:

मुसीबत:

आंतरिक ऊर्जा सामान्य रूप से कैसे बदलती है?

यू = ए एक्सट + क्यू

निष्कर्ष:

1. एक राज्य से दूसरे राज्य में सिस्टम के संक्रमण के दौरान सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन बाहरी बलों के काम के योग और सिस्टम को हस्तांतरित गर्मी की मात्रा के बराबर होता है।
2. अर = - एक विस्तार

शैक्षिक लक्ष्य: थर्मल प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के कानून के छात्रों द्वारा आत्मसात करने के लिए - ऊष्मप्रवैगिकी का पहला कानून; कानून के व्यावहारिक महत्व को दिखाएं

बुनियादी ज्ञान और कौशल: कानून के निर्माण, रुद्धोष्म प्रक्रिया की परिभाषा को जानें और व्याख्या करने में सक्षम हों प्राकृतिक घटनाऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के आधार पर

संगठनात्मक क्षण (पाठ योजना को सूचित करें) स्लाइड 1
अध्ययन की गई सामग्री की पुनरावृत्ति: ग्राफ पर विभिन्न प्रक्रियाओं को नाम दें, प्रत्येक अनुभाग के लिए सूत्रों का चयन करें, प्रश्नों के उत्तर दें स्लाइड्स 2 - 4

1. दोनों क्षेत्रों में तापमान क्यों नहीं बदलता है?

2. प्रत्येक स्थल पर अणुओं का क्या होता है?

3. किन मामलों में Q> 0 और Q<0?

4. इन क्षेत्रों में पदार्थ की स्थिति क्या है?

5. आइसोप्रोसेस को परिभाषित करें।

6. आंतरिक ऊर्जा क्या कहलाती है और यह किस पर निर्भर करती है?

7. गैस कब काम करती है? कार्य का चिन्ह किस पर निर्भर करता है?

8. ऊष्मा की मात्रा को क्या कहते हैं?

9. ऊष्मा की मात्रा की गणना के लिए हम किन सूत्रों का उपयोग करते हैं?

3. समस्याओं का समाधान। जबकि मौखिक पूछताछ की जा रही है, बाकी छात्र समस्याओं को हल करते हैं

विकल्पों के अनुसार गर्मी की मात्रा की गणना स्लाइड 5

समस्याओं के समाधान की जाँच
दोहराव: आंतरिक ऊर्जा को बदलने के तरीके
दोहराव: ऊर्जा के संरक्षण का नियम और प्रकृति में इसकी अभिव्यक्ति के उदाहरण
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम: परिभाषा और सूत्र (लिखें)
समस्थानिक प्रक्रिया के लिए ऊष्मागतिकी का पहला नियम (लिखें)
एक समतापीय प्रक्रिया के लिए ऊष्मागतिकी का पहला नियम (लिखें)
समदाब रेखीय प्रक्रिया के लिए ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम (लिखें)
रुद्धोष्म प्रक्रिया (लिखें)। उदाहरणों पर विचार करें
ऊष्मा संतुलन समीकरण (लिखें)
गर्मी संतुलन समीकरण के लिए समस्या का नमूना समाधान (लिखें)
पाठ सारांश:

1. पहले कानून का निर्माण

2. विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए समीकरण कैसे बदलता है?

3. किस प्रक्रिया को रुद्धोष्म कहते हैं?

4. रुद्धोष्म प्रक्रियाओं के उदाहरण?

5. पृथ्वी की सतह से दूरी के साथ वातावरण ठंडा क्यों होता है?

15. गृहकार्य:

कानून के शब्दों को जानें

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम

अंजीर में। 3.9.1 पारंपरिक रूप से चयनित थर्मोडायनामिक प्रणाली और आसपास के निकायों के बीच ऊर्जा प्रवाह को दर्शाता है। Q> 0 का मान, यदि ऊष्मा का प्रवाह थर्मोडायनामिक प्रणाली की ओर निर्देशित होता है। मान A> 0 यदि सिस्टम आसपास के निकायों पर सकारात्मक कार्य करता है।

चित्र 3.9.1।

ऊष्मा विनिमय और प्रदर्शन किए गए कार्य के परिणामस्वरूप एक थर्मोडायनामिक प्रणाली और आसपास के निकायों के बीच ऊर्जा विनिमय।

यदि सिस्टम आसपास के निकायों के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है और कार्य (सकारात्मक या नकारात्मक) करता है, तो सिस्टम की स्थिति बदल जाती है, यानी इसके मैक्रोस्कोपिक पैरामीटर (तापमान, दबाव, आयतन) बदल जाते हैं। चूंकि आंतरिक ऊर्जा यू सिस्टम की स्थिति को दर्शाने वाले मैक्रोस्कोपिक मापदंडों द्वारा विशिष्ट रूप से निर्धारित किया जाता है, यह इस प्रकार है कि गर्मी विनिमय और कार्य के प्रदर्शन की प्रक्रियाएं सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा के U में परिवर्तन के साथ होती हैं।

थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम थर्मोडायनामिक सिस्टम के लिए ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के कानून का सामान्यीकरण है। इसे निम्नानुसार तैयार किया गया है:

एक गैर-पृथक थर्मोडायनामिक सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा का परिवर्तन U सिस्टम में स्थानांतरित गर्मी क्यू की मात्रा और बाहरी निकायों पर सिस्टम द्वारा किए गए कार्य ए के बीच अंतर के बराबर है।

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम को व्यक्त करने वाला संबंध अक्सर एक अलग रूप में लिखा जाता है:

सिस्टम द्वारा प्राप्त गर्मी की मात्रा का उपयोग इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने और बाहरी निकायों पर काम करने के लिए किया जाता है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम प्रायोगिक तथ्यों का सामान्यीकरण है। इस नियम के अनुसार, ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है; यह एक प्रणाली से दूसरी प्रणाली में जाता है और एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित होता है। ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का एक महत्वपूर्ण परिणाम बाहर से ऊर्जा का उपभोग किए बिना और मशीन के अंदर ही किसी भी बदलाव के बिना उपयोगी कार्य करने में सक्षम मशीन बनाने की असंभवता के बारे में बयान है। इस तरह की काल्पनिक मशीन को पहली तरह का पेरपेटुम मोबाइल कहा जाता है। ऐसी मशीन बनाने के कई प्रयास हमेशा विफल रहे। कोई भी मशीन बाहरी पिंडों पर सकारात्मक कार्य A केवल एक निश्चित मात्रा में ऊष्मा Q प्राप्त करके या अपनी आंतरिक ऊर्जा के U को कम करके कर सकती है।

आइए हम ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को गैसों में समप्रक्रमों पर लागू करें।

समद्विबाहु प्रक्रम (V = const) में, गैस कोई कार्य नहीं करती है, A = 0। इसलिए,

क्यू = यू = यू (टी 2) - यू (टी 1)।

यहाँ U (T1) और U (T2) प्रारंभिक और अंतिम अवस्था में गैस की आंतरिक ऊर्जाएँ हैं। एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान (जूल के नियम) पर निर्भर करती है। आइसोकोरिक हीटिंग के साथ, गर्मी गैस (क्यू> 0) द्वारा अवशोषित होती है, और इसकी आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है। ठंडा होने पर, गर्मी बाहरी निकायों में स्थानांतरित हो जाती है (Q< 0).
समदाब रेखीय प्रक्रम (p = स्थिरांक) में, गैस द्वारा किया गया कार्य संबंध द्वारा व्यक्त किया जाता है

ए = पी (वी2 - वी1) = पीΔवी।

एक समदाब रेखीय प्रक्रिया के लिए उष्मागतिकी का पहला नियम देता है:

Q = U (T2) - U (T1) + p (V2 - V1) = U + pΔV।

समदाब रेखीय प्रसार Q> 0 के साथ, ऊष्मा गैस द्वारा अवशोषित होती है, और गैस सकारात्मक कार्य करती है। समदाब रेखीय संपीड़न पर Q< 0 - тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.
एक समतापीय प्रक्रिया में, गैस का तापमान नहीं बदलता है, इसलिए गैस की आंतरिक ऊर्जा भी नहीं बदलती है, U = 0।

एक समतापी प्रक्रम के लिए ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम संबंध द्वारा व्यक्त किया जाता है

इज़ोटेर्मल विस्तार की प्रक्रिया में गैस द्वारा प्राप्त ऊष्मा Q की मात्रा बाहरी निकायों पर काम में बदल जाती है। इज़ोटेर्मल संपीड़न के साथ, गैस पर उत्पन्न बाहरी बलों का कार्य गर्मी में बदल जाता है, जिसे आसपास के निकायों में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

आइसोकोरिक, आइसोबैरिक और इज़ोटेर्मल प्रक्रियाओं के साथ, थर्मोडायनामिक्स अक्सर उन प्रक्रियाओं पर विचार करता है जो आसपास के निकायों के साथ गर्मी विनिमय की अनुपस्थिति में होती हैं। उष्मारोधी दीवारों वाले पोतों को रुद्धोष्म कोश कहा जाता है, और ऐसे बर्तनों में गैस के विस्तार या संकुचन की प्रक्रिया रुद्धोष्म कहलाती है।

नमूना। एडियाबेटिक प्रक्रिया।

रुद्धोष्म प्रक्रम में, Q = 0; इसलिए, ऊष्मागतिकी का पहला नियम रूप लेता है

अर्थात् गैस अपनी आंतरिक ऊर्जा के ह्रास के कारण कार्य करती है।

समतल (p, V) पर, गैस के रुद्धोष्म प्रसार (या संकुचन) की प्रक्रिया को एडियाबैट नामक वक्र द्वारा दर्शाया जाता है। रुद्धोष्म प्रसार के अंतर्गत, गैस सकारात्मक कार्य करती है (A> 0); इसलिए, इसकी आंतरिक ऊर्जा घट जाती है (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).

चित्र 3.9.2।

एक आदर्श गैस के समताप (लाल वक्र) और एडियाबैट्स (नीला वक्र) के परिवार।

ऊष्मप्रवैगिकी में, एक आदर्श गैस के लिए रुद्धोष्म प्रक्रिया का समीकरण प्राप्त होता है। निर्देशांक (पी, वी) में, इस समीकरण का रूप है

इस अनुपात को पॉइसन समीकरण कहते हैं। यहाँ γ = Cp / CV रुद्धोष्म घातांक है, Cp और CV निरंतर दबाव और स्थिर आयतन वाली प्रक्रियाओं में गैस की ऊष्मा क्षमता है (देखें §3.10)। बहुपरमाण्विक के लिए द्विपरमाणुक के लिए एकपरमाणुक गैस के लिए

रुद्धोष्म प्रक्रम में गैस का कार्य केवल प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं के तापमान T1 और T2 के रूप में व्यक्त किया जाता है:

ए = सीवी (T2 - T1)।

रुद्धोष्म प्रक्रिया को आइसोप्रोसेसेस भी कहा जा सकता है। ऊष्मप्रवैगिकी में, एन्ट्रॉपी नामक भौतिक मात्रा द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है (देखें 3.12)। किसी भी अर्ध-स्थिर प्रक्रिया में एन्ट्रापी में परिवर्तन प्रणाली द्वारा प्राप्त कम गर्मी ΔQ / T के बराबर है। रुद्धोष्म प्रक्रम Q = 0 के किसी भी स्थान पर इस प्रक्रिया में एन्ट्रापी अपरिवर्तित रहती है।

रुद्धोष्म प्रक्रिया (अन्य आइसोप्रोसेसेस की तरह) एक अर्ध-स्थिर प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में गैस के सभी मध्यवर्ती राज्य थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति के करीब हैं (देखें 3.3)। रूद्धोष्म पर कोई भी बिंदु संतुलन अवस्था का वर्णन करता है।

रुद्धोष्म खोल में की जाने वाली प्रत्येक प्रक्रिया, अर्थात् आस-पास के पिंडों के साथ ऊष्मा विनिमय के बिना, इस स्थिति को संतुष्ट नहीं करती है। एक गैर-अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया का एक उदाहरण जिसमें मध्यवर्ती राज्य कोई संतुलन नहीं हैं, एक शून्य में गैस का विस्तार है। अंजीर में। 3.9.3 एक कठोर रुद्धोष्म खोल दिखाता है, जिसमें एक वाल्व K द्वारा अलग किए गए दो संचार वाहिकाएँ होती हैं। प्रारंभिक अवस्था में, गैस एक बर्तन को भरती है, और दूसरे बर्तन में - एक वैक्यूम। वाल्व खोलने के बाद, गैस फैलती है, दोनों जहाजों को भरती है, और एक नया संतुलन राज्य स्थापित होता है। इस प्रक्रिया में, क्यू = 0, क्योंकि आसपास के पिंडों के साथ कोई ऊष्मा विनिमय नहीं होता है, और A = 0, क्योंकि खोल विकृत नहीं है। ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम से निम्नानुसार है: U = 0, अर्थात गैस की आंतरिक ऊर्जा अपरिवर्तित रहती है। चूंकि एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान पर निर्भर करती है, प्रारंभिक और अंतिम अवस्था में गैस का तापमान समान होता है - समतल पर बिंदु (p, V, इन राज्यों का प्रतिनिधित्व करते हुए, एक ही समताप मंडल पर स्थित होते हैं। सभी मध्यवर्ती गैस अवस्थाएँ) कोई भी संतुलन नहीं है और इसे आरेख पर चित्रित नहीं किया जा सकता है।