Termodinamikaning birinchi qonuni fanidan dars. Dars uchun taqdimot "Termodinamikaning birinchi qonuni

Darsning maqsadi: termodinamikaning birinchi qonunining gaz jarayonlariga amaliy qo‘llanilishini o‘rganish.

Vazifalar.

tarbiyaviy:

  • termodinamikaning birinchi qonuni haqidagi umumiy bilimlardan gazning xususiy qonunlariga o‘tishni ko‘rsatish;
  • aniq muammolarni hal qilishda olingan bilimlarni qo'llashni ko'rib chiqish;
  • matematika bo'yicha bilimlarni boshqa fanlarga, xususan, fizikaga o'tkazish zarurligini ko'rsatish;

rivojlanmoqda:

  • solishtirish, tahlil qilish, umumlashtirish, xulosa chiqarish qobiliyatini rivojlantirish;
  • yangi nostandart vaziyatda bilim va ko'nikmalarni uzatishni amalga oshirish qobiliyatini rivojlantirish;

tarbiyaviy:

  • fizikaga juda ko'p atrofdagi hodisalarni tushuntiruvchi va boshqa ko'plab fanlarning bilimlarini birlashtiradigan fan sifatida qiziqishni oshirish;
  • kichik guruhlarda ishlashda kommunikativ va ishbilarmonlik fazilatlarini shakllantirish.

Yuklab oling:


Ko‘rib chiqish:

Munitsipal byudjet ta'lim muassasasi

4-sonli umumta’lim maktabi

Oq-Dovurak

Termodinamikaning birinchi qonunining turli jarayonlarga tatbiq etilishi

Fizika darsi

10-sinf

“Termodinamikaning birinchi qonunini turli jarayonlarga tatbiq etish”.

fizika o'qituvchisi Kuzhuget M.Sh.

Oq-Dovurak-2017

Darsning maqsadi: termodinamikaning birinchi qonunining gaz jarayonlariga amaliy qo‘llanilishini o‘rganish.

Vazifalar.

tarbiyaviy:

  • termodinamikaning birinchi qonuni haqidagi umumiy bilimlardan gazning xususiy qonunlariga o‘tishni ko‘rsatish;
  • aniq muammolarni hal qilishda olingan bilimlarni qo'llashni ko'rib chiqish;
  • matematika bo'yicha bilimlarni boshqa fanlarga, xususan, fizikaga o'tkazish zarurligini ko'rsatish;

rivojlanmoqda:

  • solishtirish, tahlil qilish, umumlashtirish, xulosa chiqarish qobiliyatini rivojlantirish;
  • yangi nostandart vaziyatda bilim va ko'nikmalarni uzatishni amalga oshirish qobiliyatini rivojlantirish;

tarbiyaviy:

  • fizikaga juda ko'p atrofdagi hodisalarni tushuntiruvchi va boshqa ko'plab fanlarning bilimlarini birlashtiradigan fan sifatida qiziqishni oshirish;
  • kichik guruhlarda ishlashda kommunikativ va ishbilarmonlik fazilatlarini shakllantirish.

Uskunalar: kompyuter, multimedia proyektori.

Dars rejasi

1. Tashkiliy moment.

2. Frontal so'rov va yangi materialni o'rganish.

Talabalarni o'qishga tayyorlash yangi mavzu, oldingisini takrorlash orqali.

  • Qanday izoprotsesslarni bilasiz?
  • Qanday makroparametrlar o'zgarmas bo'lishi mumkin?
  • Izoprotsess nomi va tegishli qonun o'rtasidagi moslikni aniqlang
  • Izoprosess nomi va mos keladigan grafik o'rtasidagi muvofiqlikni aniqlang

Izotermik jarayon

Izobarik jarayon

Izoxorik jarayon

Keling, biz hozir gaplashgan hamma narsani jadval shaklida joylashtiramiz, har bir jarayon uchun hamma narsani yana takrorlaymiz.

Keling, oldin muhokama qilinmagan yana bir jarayon bilan tanishamiz.

Adiabatik jarayon... bilan issiqlik almashinuvisiz amalga oshirilgan jarayon muhit Q = 0.

Formulyatsiya: O'zgarish ichki energiya gaz ish bajarish natijasida yuzaga keladi. Keling, jadvalimizning kerakli kataklariga nima kerakligini yozamiz va ushbu qonun uchun rasmni ko'ramiz.

  • Sinfga savol: Termodinamikaning birinchi qonunini tuzing?

(Javob: Tabiatda energiya yo‘qdan paydo bo‘lmaydi va yo‘qolmaydi: energiya miqdori o‘zgarmas, u faqat bir shakldan ikkinchi shaklga o‘tadi. Issiqlik hodisalariga taalluqli energiyaning saqlanish va o‘zgarish qonuni birinchisi deyiladi. termodinamika qonuni).

  • U nimani ko'rsatadi? (Javob: ichki energiyaning o'zgarishi qanday miqdorlarga bog'liq)

Q = U + A 1

Tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o'zgartirishga va tizim tomonidan tashqi jismlarda ishlashga ketadi)

Endi jadvalimizning oxirgi qatorlarini to'ldiramiz. Har bir izoprotsess uchun termodinamikaning 1-qonunini yozamiz. Bu formulalarni yodlab bo'lmaydi, lekin har doim termodinamikaning birinchi qonunidan kelib chiqadi, agar ma'nosini tushunsangiz. Biz siz bilan jadvalni to'ldirdik, unda har bir jarayon haqida qisqacha ma'lumot, tavsif, formulalar va so'zlar mavjud. Jismni sovutganda uning ichki energiyasi qanday o'zgaradi?

(Javob: U kamayadi)

2) Idishdagi gaz siqilib, 30 J ish bajardi. Gazning ichki energiyasi 25 J ga ortadi. Gazga nima bo'ldi?

(Javob: atrof-muhitga berilgan gaz Q = 5 J)

Ideal gaz 1-holatdan 3-holatga o'tkaziladi, chunki grafikda ko'rsatilgan. Gaz qanday ish bajaradi? (Javob: 2P 0 V 0)

4. Muammoni mustaqil hal qilish

Masala: Porshen ostida vertikal joylashgan silindrda V hajmni egallagan T = 323 K gaz bor. 1 = 190 sm 3 ... Piston massasi M = 120 kg, uning maydoni S = 50 sm 2 ... Atmosfera bosimi p 0 = 100 kPa. Gaz T = 100 K gacha qizdiriladi.

A ... Piston ostidagi gaz bosimini aniqlang.

B. Isitgandan keyin gaz egallagan hajm qancha o'zgaradi?

V. Kengayganda gaz ishini toping.

Darsda muammo va ishning yechimini sarhisob qilish. Baholash:

5. Uyga vazifa.§ 81 darsliklar.

  • 15-mashq (8, 9).
  • Jadvalni o'rganing.

6. Reflektsiya. Har bir o'quvchiga tabassum beriladi va unga kerakli tabassum chiziladi. Tabassumlar soni bo'yicha siz savolga javob berishingiz mumkin: Bu dars muvaffaqiyatli bo'ldimi?

Adabiyot

  1. Myakishev G.Ya., B.B.Buxovtsev, N.N.Sotskiy. Fizika-10: Ta’lim muassasalarining 10-sinfi uchun darslik. - M .: Ta'lim, 2005 yil.
  2. Nebukin N.N. Fizikadan darajali masalalar to'plami. M .: Ta'lim, 2006 yil.
  3. USE 2008. Fizika. Federal bank imtihon materiallari. tomonidan tuzilgan Demidova M.Yu., Nurminskiy I.N. - M .: Eksmo, 2008 yil.
  4. Raqamli ta'lim resurslari .
  5. Fizika o'qituvchisi S.N. uchun darsni ishlab chiqish. Gutsil.

Dars mavzusi: Termodinamikaning birinchi qonunining qo'llanilishi.

Darsning maqsadi: Izoprotsesslarni yangi energetik nuqtai nazardan ko'rib chiqing.

Dars maqsadlari:


  • Tizimning ichki energiyasining o'zgarishi, ish va gazlardagi izoproseslarga beriladigan issiqlik miqdori o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatish;

  • Texnologiya va tabiatdagi adiabatik jarayonni va adiabatik jarayonlarga misollarni ko'rib chiqing;

  • Mavzu bo'yicha tipik muammolarni hal qilish ko'nikmalari va ko'nikmalarini rivojlantirish.

Darslar davomida.


  1. Uyga vazifa §81, 80 15-mashq (9-12).

  1. Bilimlarni yangilash:

O'qituvchi

Talaba

1. Biz qaysi mavzuni o'rganyapmiz?

Termodinamika.

2. Qanday yangi narsalarni o'rgandingiz?

Monatomik, ikki atomli va ko'p atomli gazlarning ichki energiyasini hisoblang va termodinamikada ishlang:

∆U = 3mR∆T / 2M; ∆U = 5mR∆T / 2M; ∆U = 6nR∆T.

A = p · (V 2 - V 1); A = p ∆V; A = nR∆T A = nRTln (V 2 / V 1)

3. Ichki energiya tushunchasini keltiring.

Makroskopik jismning ichki energiyasi tananing molekulalarining (yoki atomlarining) tasodifiy harakatining kinetik energiyalari yig'indisiga teng. potentsial energiya barcha molekulalarning bir-biri bilan o'zaro ta'siri (lekin boshqa jismlarning molekulalari bilan emas).

4. Energiyaning saqlanish qonunini tuzing.

Tabiatdagi energiya yo'qdan paydo bo'lmaydi va yo'qolmaydi:

Energiya miqdori o'zgarmaydi, u faqat bir shakldan ikkinchisiga o'tadi.


5. Tashqi kuchlar uchun termodinamikaning birinchi qonunini tuzing.

Tizimning bir holatdan ikkinchi holatga o'tishida uning ichki energiyasining o'zgarishi tashqi kuchlar ishining yig'indisiga va tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdoriga teng:

∆U = A + Q

6. Termodinamikaning birinchi qonunini tuzing, sistema o'zi ishni bajaradi.

Tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o'zgartirish va tizim tomonidan tashqi jismlar ustida ishlash uchun ishlatiladi:

Q = ∆U + A ´

7. Qaysi makroskopik parametrlar bilan xarakterlanishini eslaylik?

V - hajm

P - bosim

T - harorat


8. Barcha makroskopik parametrlarga tegishli tenglama nima?

Mendeleyev - Klapeyron tenglamasi

p V = nRT

9. Ushbu tenglamadan qanday gaz qonunlarini chiqarish mumkin?

T - konst izotermik

V - const isoxoric

P - const izobarik

  1. Yangi materialni o'rganish.
Makroskopik parametrlardan biri o'zgarmas bo'lsa, qolgan ikkitasi o'zgarganda biz izojarayonlarni ko'rib chiqdik. Bugun biz ushbu gaz qonunlarini energiya nuqtai nazaridan ko'rib chiqamiz va yangi adiabatik jarayon tushunchasi bilan tanishamiz.

Bugungi dars uchun tayyorlagan jadvalimizni to'ldiramiz.


  1. Jarayon nomi

  2. Jarayon jadvali

  3. Qonunning matematik belgilari

  4. Ichki energiyaning o'zgarishi

  5. Termodinamikaning birinchi qonunini yozishning fizik ma'nosi

O'qituvchi

Talaba

Biz qaysi izotermik jarayonni birinchi bo'lib uchratdik, u doimiy bo'lib qoladi?

Izotermik, harorat o'zgarmaydi.

Haroratdan boshqa nima o'zgarmaydi, nima deb o'ylaysiz? Doskaga qarayapsizmi?

Ichki energiya.

Izotermik jarayon grafigi nimani ifodalaydi?

Giperbola.

Izotermik kengayish, giperbola qayerga yo'naltirilgan?

Izotermik siqilish, ishni qanday kuchlar bajaradi, izoterm qayerga yo'naltiriladi, hajm nima bo'ladi?


Izoterm yuqoridan pastga yo'naltiriladi.
Bu ishni tashqi kuchlar bajaradi

Izoterm yuqoriga yo'naltiriladi, hajmi kamayadi.

Termodinamikaning birinchi qonuni matematik tarzda qanday yozilgan?

Q = A ´

Keling, ushbu qonunni shakllantirishga harakat qilaylik.

Gazga o'tkaziladigan barcha issiqlik ishni bajarish uchun ishlatiladi.

Biz ekranga to'g'ri qaraymiz, diqqat bilan va tez daftarga yozamiz, lekin faqat kengaytirish uchun va siqish uchun biz o'zimiz uyda to'ldiramiz.

Charlz qonuni qaysi jarayon uchun?

Qaysi makroskopik parametr o'zgarmaydi?


Izokorik uchun.

V - hajm

Grafik P (V) o'qlarida qanday ko'rsatiladi

Izokorik isitish?

Izokorik sovutishmi?

Yuqoriga qaragan tekis chiziq.

Pastga to'g'ri chiziq.

Energiya haqida nima deyish mumkin?

Gaz ishi haqida?

Biz taxtaga qaraymiz.

Juda qoyil.


O'zgarishlar.

Ish bajarilmaydi, chunki ovoz balandligi o'zgarmaydi.

I qonuni matematik tarzda qanday yoziladi

termodinamika?
OK! Biz ekranga qaraymiz, uni izoxorik isitish uchun to'ldiramiz va sovutish uchun uyda to'ldiramiz.


∆U = Q

Berilgan issiqlik tufayli gazning ichki energiyasi ortadi.

Qaysi jarayon uchun bizga ichki energiya, ish va issiqlik miqdori o'rtasidagi bog'liqlik kerak?

Ushbu qonunning matematik tarzda yozilishi haqida nima deyish mumkin?

Biz ekranga qaraymiz, uni izobarik isitish uchun to'ldiramiz va sovutish uchun uyda to'ldiramiz.


Izobarik uchun.

Kirish o'zgarmaydi.

Tabiat va texnologiyada atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi bo'lmaganda jarayonlar bilan shug'ullanish kerak.

Atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvi bo'lmaganda gazning hajmi va bosimini o'zgartirish jarayoni adiabatik deb ataladi.

Issiqlik almashinuvi yo'qligi sababli, tizim qabul qilmaydimi?

Issiqlik miqdori Q = 0

Juda qoyil!

Matematik jihatdan, agar tizimning o'zi ish qilsa, qonunni qanday yozishimiz mumkin?
∆U = - A´

Gazning ichki energiyasi gazning o'zi ishlaganligi sababli kamayadi. Gaz sovutiladi.

Agar ish tashqi kuchlar tomonidan bajarilsa, termodinamikaning birinchi qonuni qanday o'qiladi.

Gazda ish bajarilganligi sababli gazning ichki energiyasi ortadi. Gaz qiziydi.

∆U = A

Jadvalga qaraymiz, adiabat qanday ko'rinishga ega, u izotermadan ko'ra tikroq tasvirlangan.

Biz adiabatik jarayon bilan qayerda uchrashamiz?

Biz quyida 208-betning 2-bandining birinchi qatorini o'qiymiz

Ikkinchi qator 208-bet pastdan 1 paragraf

Uchinchi qator 209-bet 1-band yuqorida

Dizel

Gazlarni suyultirish uchun mashinalarda

Bulut shakllanishi.


Xulosa qilib aytganda, biz nimani o'rganishimiz kerak?

Biz 209-b §80 oxirida oxirgi xatboshini, satrlar orasiga o'qiymiz.


Juda qoyil! Biz tuzatamiz, aniqrog'i Biz odatiy muammolarni hal qilish uchun ko'nikma va qobiliyatlarni rivojlantiramiz

Slayd 2

Dars maqsadlari:

2 Gaz qonunlari nazariyasini ko‘rib chiqing Termodinamikaning 1-qonunini ko‘rib chiqing Termodinamikaning 1-qonunini izoproseslarga qo‘llashni ko‘rib chiqing.

Slayd 3

3 Frontal so'rov Harorat Bosim Hajmi Qaysi makroparametrlar o'zgarmas bo'lishi mumkin? Jarayonlar: izotermik, izobarik, izoxorik Qanday izotermik jarayonlarni bilasiz?

Slayd 4

Izoprotsess nomi va tegishli qonun o'rtasidagi moslikni aniqlang

4 Gey Lussak qonuni Charlz qonuni Boyl qonuni

Slayd 5

5 Izoprotsess nomi bilan mos keladigan grafik T V P T P V o rtasidagi muvofiqlikni aniqlang.

Slayd 6

6 T = const, T = 0 Boyl-Mariott qonuni U = 0 R = const Gey-Lyussak qonuni A = 0 Charlz qonuni V = const V = 0

Slayd 7

Adiabatik jarayon

7 Atrof muhit bilan issiqlik almashinuvisiz bajariladigan jarayon Q = 0. Gazning ichki energiyasining o'zgarishi ishni bajarish bilan sodir bo'ladi.

Slayd 8

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

Slayd 9

Slayd 10

10 Termodinamikaning 1-qonunini tuzing. Tabiatdagi energiya yo'qdan paydo bo'lmaydi va yo'qolmaydi: energiya miqdori o'zgarmasdir, u faqat bir shakldan ikkinchisiga o'tadi. Issiqlik hodisalariga taalluqli energiyaning saqlanish va aylanish qonuni termodinamikaning birinchi qonuni deb ataladi.

Slayd 11

11 U nimani ko'rsatadi? ichki energiyaning o'zgarishi qanday miqdorlarga bog'liq?

Slayd 12

12 Qaysi matematik yozuvda termodinamikaning 1 qonuni mavjud? Agar tashqi jismlardagi ishni (gaz ishi) Q = U + A1 deb hisoblasak

Slayd 13

Slayd 14

14 Fizkultminutka Biz yozdik, qaror qildik Va biroz charchadik, Biz aylandik, o'girildik, egilib o'tirdik, Va yana yozishga tayyormiz Va qaror qildik va hisoblaymiz

Slayd 15

15 Jism soviganida uning ichki energiyasi qanday o'zgaradi? kamayadi ortadi o'zgarmaydi

Slayd 16

Idishdagi gaz siqilib, 30 J ish bajardi. Gazning ichki energiyasi 25 J ga oshdi. Gaz bilan nima sodir bo'ldi?

16 gaz Q = 5 J gaz oldi Q = 5 J gaz oldi Q = 55 J gaz 55 J berdi

Slayd 17

17 Ideal gaz 1-holatdan 3-holatga o'tadi, chunki grafikda ko'rsatilgan. Gaz qanday ish bajaradi? 2P0 V0 P0 V0 0 4P0 V0

Slayd 18

sinov

18 C: \ Hujjatlar va sozlamalar \ Foydalanuvchi \ Ish stoli \ 49562.oms testi

Slayd 19

Muammo: A - 3 ball; B - 4 ball; B - 5 ball

19 Porshen ostida vertikal joylashgan silindrda V1 = 190 sm 3 hajmni egallagan T = 323 K gaz bor. Pistonning massasi M = 120 kg, uning maydoni S = 50 sm 2. Atmosfera bosimi p0 = 100 kPa. Gaz T = 100 K gacha qiziydi. A. Piston ostidagi gaz bosimini aniqlang. B. Isitgandan keyin gaz egallagan hajm qancha o'zgaradi? B. Gazning kengayganda ishini toping.

Slayd 20

Muammoning yechimi

20 Berilgan: T1 = 323 K V1 = 190 sm3 M = 120 kg S = 50 sm2 P0 = 100 kPa T = 100 K A. P1 -? B.V-? Q. A =? Yechish: A. Porshenga ta’sir etuvchi bosim atmosfera bosimi va pistonning o‘zi bosimi yig‘indisiga teng. P1 = P0 + P1 = 105 + = = 340 kPa

Slayd 21

21 Yechish: 2. Izobar R = const uchun holat tenglamasini yozamiz Olingan V1 (T1 + T) = T1 (V1 + V) V1 T1 + V1T = T1V1 + T1  tenglamani yechamiz. V V1T = T1V V = V = 0,59 sm3

Slayd 22

Yechish: 3. Gazning kengayishdagi ishi quyidagi formula bilan aniqlanadi: A = p1V Biz oldingi bosqichlarda p1 va V uchun ifodani olgan edik. Shunday qilib, A = (P0 +) raqamli qiymatlarni almashtiring va kerakli qiymatni toping A = 20 J Javob: A. P0 = 340 kPa B. V = 0,59 sm3 B. A = 20 J

Slayd 23

Keling, muammoning echimini umumlashtiramiz

23 5 ball – “5” baho 4 ball – “4” baho 3 ball – “3” baho

Mavzu bo'yicha dars rejasi:

"Termodinamikaning birinchi qonuni"

Abramova Tamara Ivanovna, fizika o'qituvchisi

Maqsadlar: 1. Tarbiyaviy- termodinamikaning 1 qonunini shakllantirish; undan kelib chiqadigan oqibatlarni ko'rib chiqing.

2. Rivojlanayotgan - aqliy faoliyat usullarini ishlab chiqish (tahlil, taqqoslash, umumlashtirish), nutqni rivojlantirish (jismoniy tushunchalar, atamalarga ega bo'lish), o'quvchilarning kognitiv qiziqishini rivojlantirish.

3. Tarbiyaviy- ilmiy dunyoqarashni shakllantirish, fanga barqaror qiziqish, bilimga ijobiy munosabatni rivojlantirish.

Ta'limning tashkiliy shakllari va usullari:

  • An'anaviy - darsning kirish bosqichida suhbat
  • Muammoli - qo'yilgan savollar orqali yangi o'quv materialini o'rganish

Ta'lim vositalari:

  • Innovatsion - kompyuter, multimedia proyektori
  • Chop etilgan - test topshiriqlari

Darslar davomida:

  1. Tashkiliy vaqt
  2. Uy vazifasini tekshirish:
  • Tizimning ichki energiyasini qanday usullar bilan o'zgartirish mumkin? (ishning bajarilishi yoki atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi tufayli)
  • Doimiy bosimda gazning ishi va ichki kuchlarning gazga ishi qanday? (A g = -A ext = p DV)
  • Un tegirmon toshlari ostidan issiq chiqadi. Non ham issiq holatda pechdan olinadi. Ushbu holatlarning har birida un va nonning ichki energiyasining oshishiga nima sabab bo'ladi? (Un - ish qilish, non - issiqlik almashinuvi tufayli)
  • Tibbiy amaliyotda ko'pincha isituvchi kompresslar, isitish yostiqchalari va massaj qo'llaniladi. Bu holda ichki energiyani o'zgartirishning qanday usullari qo'llaniladi? (issiqlik almashinuvi va ishning bajarilishi)
  1. Yangi materialni tushuntirish:

Bilasizmi, nima mexanik energiya hech qachon izsiz yo'qolmaydi.

Qo'rg'oshinning bir bo'lagi bolg'a zarbalari ostida isitiladi, issiq choyga botirilgan sovuq choy qoshig'i isitiladi.

Kuzatishlar va eksperimental faktlarni umumlashtirish asosida energiyaning saqlanish qonuni shakllantirildi.

Tabiatdagi energiya yo'qdan paydo bo'lmaydi va yo'qolmaydi: energiya miqdori o'zgarmasdir, u faqat bir shakldan ikkinchisiga o'tadi.

Qonunni 19-asr oʻrtalarida nemis olimi R.Mayer va ingliz olimi D.Joule kashf etgan. Qonunning aniq formulasini nemis olimi G. Helmgolts bergan.

Biz tizimning ichki energiyasi ish tufayli yoki atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi tufayli o'zgargan jarayonlarni ko'rib chiqdik (1-slayd)

Va tizimning ichki energiyasi qanday o'zgaradi umumiy holat? (2-slayd)

Termodinamikaning birinchi qonuni umumiy holat uchun aniq tuzilgan:

DU = Aut + Q

A gaz = - tashqi,

Q = DU + Ag

Oqibatlari:

  1. Tizim izolyatsiya qilingan (A = O, Q = 0)

Keyin Du = u2-u1 = 0 yoki u1 = u2 -Izolyatsiya qilingan tizimning ichki energiyasi o'zgarishsiz qoladi

  1. Doimiy harakatlanuvchi mashinani yaratishning mumkin emasligi - yoqilg'i sarflamasdan ishlashga qodir qurilma.

Q = DU + Ag, Q = 0,

Ar = - DU. Energiya ta'minoti tugagach, vosita ishlashni to'xtatadi.

  1. Ankraj

(navigator bilan ishlash - natija umumlashtiriladi)

Muammoning yechimi 1

Javobni tekshirish (3-slayd)

2-masala yechimi

Javobni tekshirish (4-slayd)

  1. Xulosa (5-slayd)
  2. Reflektsiya

(Kimga dars yoqdi - "bosh barmog'i" imo-ishorasi bilan qo'llarimizni ko'taring (6-slayd), kim ularni yoqtirmadi - "bosh barmog'ini pastga" ishorasi bilan qo'limizni ko'taring (7-slayd)

  1. Uy vazifasi: 78-bet, mashq qilish. 15 (2,6)

Navigator

Mavzu bo'yicha: "Termodinamikaning I qonuni".

Issiqlik hodisalariga taalluqli energiyaning saqlanish va aylanish qonuni.

Ichki energiya o'zgarishi:

MUAMMO:

Ichki energiya umuman qanday o'zgaradi?

DU = A ext + Q

Chiqish:

  1. Tizimning bir holatdan ikkinchi holatga o'tishida tizimning ichki energiyasining o'zgarishi tashqi kuchlar ishining yig'indisiga va tizimga o'tkaziladigan issiqlik miqdoriga teng.
  2. Ar = - A qo'shimcha

Ta'lim maqsadi: talabalar tomonidan issiqlik jarayonlari uchun energiyaning saqlanish va aylanish qonuni - termodinamikaning birinchi qonunini o'zlashtirishga erishish; qonunning amaliy ahamiyatini ko‘rsatish

Asosiy bilim va ko'nikmalar: qonunni shakllantirishni bilish, adiabatik jarayonning ta'rifini bilish va sharhlay olish tabiiy hodisalar termodinamika qonunlariga asoslanadi

Tashkiliy lahza (dars rejasini ma’lum qilish) 1-SLAYD
O'rganilgan materialni takrorlash: grafikdagi turli jarayonlarni nomlang, har bir bo'lim uchun formulalarni tanlang, SLAYD 2 - 4 savollariga javob bering.

1. Nima uchun ikki sohada harorat o'zgarmaydi?

2. Har bir joydagi molekulalar bilan nima sodir bo'ladi?

3. Qaysi hollarda Q> 0 va Q<0?

4. Ushbu sohalarda moddaning holati qanday?

5. Izoprotsesslarga ta’rif bering.

6. Ichki energiya deb nimaga aytiladi va u nimaga bog'liq?

7. Gaz qachon ishlaydi? Ish belgisi nimaga bog'liq?

8. Issiqlik miqdori nima deyiladi?

9. Issiqlik miqdorini hisoblash uchun qanday formulalardan foydalanamiz?

3. Muammolarni yechish. Og'zaki so'rov o'tkazilayotganda qolgan o'quvchilar masalalarni yechadilar

SLIDE 5 variantlari bo'yicha issiqlik miqdorini hisoblash

Muammoni hal qilish tekshiruvi
Takrorlash: ichki energiyani o'zgartirish usullari
Takrorlash: energiyaning saqlanish qonuni va uning tabiatda namoyon bo'lishiga misollar
Termodinamikaning birinchi qonuni: ta'rifi va formulasi (yozing)
Izoxorik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni (yozing)
Izotermik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni (yozing)
Izobarik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni (yozing)
Adiabatik jarayon (yozing). Misollarni ko'rib chiqing
Issiqlik balansi tenglamasi (yozing)
Issiqlik balansi tenglamasi uchun muammoning namunaviy yechimi (yozing)
Dars xulosasi:

1. Birinchi qonunni shakllantirish

2. Turli jarayonlar uchun tenglama qanday o'zgaradi?

3. Qanday jarayon adiabatik deb ataladi?

4. Adiabatik jarayonlarga misollar?

5. Nima uchun atmosfera Yer yuzasidan masofaga qarab soviydi?

15. Uyga vazifa:

Qonun matnini biling

Termodinamikaning birinchi qonuni

Shaklda. 3.9.1 an'anaviy ravishda tanlangan termodinamik tizim va uning atrofidagi jismlar o'rtasidagi energiya oqimlarini tasvirlaydi. Q> 0 ning qiymati, agar issiqlik oqimi termodinamik tizim tomon yo'naltirilgan bo'lsa. Agar tizim atrofdagi jismlarda ijobiy ish qilsa, qiymat A> 0.

3.9.1-rasm.

Issiqlik almashinuvi va bajarilgan ishlar natijasida termodinamik tizim va atrofdagi jismlar o'rtasida energiya almashinuvi.

Agar tizim atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashsa va ish bajarsa (ijobiy yoki manfiy), u holda tizimning holati o'zgaradi, ya'ni uning makroskopik ko'rsatkichlari (harorat, bosim, hajm) o'zgaradi. Ichki energiya U yagona tizim holatini tavsiflovchi makroskopik parametrlar bilan aniqlanganligi sababli, issiqlik uzatish va ishlarni bajarish jarayonlari tizimning ichki energiyasining DU ning o'zgarishi bilan birga keladi.

Termodinamikaning birinchi qonuni - termodinamik tizim uchun energiyaning saqlanish va o'zgarishi qonunining umumlashtirilishi. U quyidagicha tuzilgan:

Izolyatsiyalanmagan termodinamik tizimning ichki energiyasining DU o'zgarishi tizimga o'tkazilgan Q issiqlik miqdori va tizimning tashqi jismlar ustidan bajargan A ishi o'rtasidagi farqga teng.

Termodinamikaning birinchi qonunini ifodalovchi munosabatlar ko'pincha boshqa shaklda yoziladi:

Tizim tomonidan qabul qilingan issiqlik miqdori uning ichki energiyasini o'zgartirish va tashqi jismlar ustida ishlash uchun sarflanadi.

Termodinamikaning birinchi qonuni eksperimental faktlarni umumlashtirishdir. Ushbu qonunga ko'ra, energiyani yaratish yoki yo'q qilish mumkin emas; u bir tizimdan ikkinchi tizimga o'tadi va bir shakldan ikkinchisiga o'zgaradi. Termodinamikaning birinchi qonunining muhim natijasi - tashqi energiyani sarflamasdan va mashinaning ichida hech qanday o'zgarishsiz foydali ishlarni bajarishga qodir bo'lgan mashinani yaratishning mumkin emasligi haqidagi bayonotdir. Ushbu faraziy mashina birinchi turdagi perpetuum mobile deb ataladi. Bunday mashinani yaratish bo'yicha ko'plab urinishlar har doim muvaffaqiyatsiz tugadi. Har qanday mashina tashqi jismlar ustida A musbat ishni faqat atrofdagi jismlardan ma'lum miqdorda issiqlik Q olish yoki ichki energiyasining DU ni kamaytirish orqali bajarishi mumkin.

Keling, termodinamikaning birinchi qonunini gazlardagi izoproseslarga tatbiq qilaylik.

Izoxorik jarayonda (V = const) gaz ishlamaydi, A = 0. Shuning uchun,

Q = DU = U (T2) - U (T1).

Bu erda U (T1) va U (T2) gazning dastlabki va oxirgi holatlaridagi ichki energiyalari. Ideal gazning ichki energiyasi faqat haroratga bog'liq (Joule qonuni). Izoxorik isitish bilan issiqlik gaz tomonidan so'riladi (Q> 0), uning ichki energiyasi ortadi. Sovutganda issiqlik tashqi jismlarga o'tadi (Q< 0).
Izobar jarayonda (p = const) gaz bajargan ish munosabat bilan ifodalanadi

A = p (V2 - V1) = pDV.

Izobarik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni quyidagilarni beradi:

Q = U (T2) - U (T1) + p (V2 - V1) = DU + pDV.

Q> 0 izobarik kengayish bilan issiqlik gaz tomonidan so'riladi va gaz ijobiy ish qiladi. Izobarik siqilishda Q< 0 - тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.
Izotermik jarayonda gazning harorati o'zgarmaydi, shuning uchun gazning ichki energiyasi ham o'zgarmaydi, DU = 0.

Izotermik jarayon uchun termodinamikaning birinchi qonuni munosabat bilan ifodalanadi

Izotermik kengayish jarayonida gaz tomonidan olingan Q issiqlik miqdori tashqi jismlardagi ishga aylanadi. Izotermik siqilish bilan gazda hosil bo'lgan tashqi kuchlarning ishi issiqlikka aylanadi va u atrofdagi jismlarga o'tadi.

Termodinamikada izoxorik, izobar va izotermik jarayonlar bilan bir qatorda ko'pincha atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi bo'lmaganda sodir bo'ladigan jarayonlar ko'rib chiqiladi. Issiqlik o'tkazmaydigan devorlari bo'lgan idishlar adiabatik qobiqlar deb ataladi va bunday idishlarda gazning kengayish yoki qisqarish jarayonlari adiabatik deyiladi.

Model. Adiabatik jarayon.

Adiabatik jarayonda Q = 0; shuning uchun termodinamikaning birinchi qonuni shakl oladi

ya'ni gaz ichki energiyasini yo'qotish tufayli ishlaydi.

Tekislikda (p, V) gazning adiabatik kengayishi (yoki qisqarishi) jarayoni adiabat deb ataladigan egri chiziq bilan tasvirlangan. Adiabatik kengayish sharoitida gaz ijobiy ish qiladi (A> 0); shuning uchun uning ichki energiyasi kamayadi (DU< 0). Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатическом расширении убывает быстрее, чем при изотермическом расширении (рис. 3.9.2).

3.9.2-rasm.

Ideal gazning izotermlari (qizil egri chiziqlar) va adiabatlar (ko'k egri) oilalari.

Termodinamikada ideal gaz uchun adiabatik jarayon tenglamasi olinadi. Koordinatalarda (p, V) bu tenglama shaklga ega

Bu nisbat Puasson tenglamasi deb ataladi. Bu erda g = Cp / CV - adiabatik ko'rsatkich, Cp va CV - gazning doimiy bosim va doimiy hajmdagi jarayonlardagi issiqlik sig'imi (3.10-bandga qarang). Bir atomli gaz uchun diatomik uchun poliatomik uchun

Gazning adiabatik jarayondagi ishi oddiygina boshlang'ich va oxirgi holatlarning T1 va T2 haroratlari bilan ifodalanadi:

A = CV (T2 - T1).

Adiabatik jarayonni izoproseslar deb ham atash mumkin. Termodinamikada entropiya deb ataladigan fizik miqdor muhim rol o'ynaydi (3.12 § ga qarang). Har qanday kvazstatik jarayonda entropiyaning o'zgarishi tizim tomonidan olingan kamaytirilgan issiqlik DQ / T ga teng. Adiabatik jarayonning istalgan qismida DQ = 0 bo'lganligi sababli, bu jarayondagi entropiya o'zgarishsiz qoladi.

Adiabatik jarayon (boshqa izoproseslar kabi) kvazistatik jarayondir. Bu jarayonda gazning barcha oraliq holatlari termodinamik muvozanat holatlariga yaqin (3.3-bandga qarang). Adiabatning istalgan nuqtasi muvozanat holatini tavsiflaydi.

Adiabatik qobiqda, ya'ni atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvisiz amalga oshirilgan har bir jarayon bu shartni qondirmaydi. Oraliq holatlar muvozanatsiz bo'lgan kvazstatik bo'lmagan jarayonga gazning bo'shliqqa kengayishi misol bo'ladi. Shaklda. 3.9.3 qattiq adiabatik qobiqni ko'rsatadi, u vana K bilan ajratilgan ikkita aloqa tomirlaridan iborat. Dastlabki holatda gaz idishlardan birini, boshqa idishda esa - vakuumni to'ldiradi. Vana ochilgandan so'ng, gaz kengayadi, ikkala idishni ham to'ldiradi va yangi muvozanat holati o'rnatiladi. Bu jarayonda Q = 0, chunki atrofdagi jismlar bilan issiqlik almashinuvi yo'q va A = 0, chunki qobiq deformatsiyalanmaydi. Termodinamikaning birinchi qonunidan quyidagicha: DU = 0, ya'ni gazning ichki energiyasi o'zgarishsiz qoladi. Ideal gazning ichki energiyasi faqat haroratga bog'liq bo'lganligi sababli, gazning dastlabki va oxirgi holatlaridagi haroratlari bir xil - tekislikdagi nuqtalar (bu holatlarni ifodalovchi p, V, bir xil izotermada yotadi. Barcha oraliq gaz holatlari. Ular muvozanatsiz va ularni diagrammada tasvirlab bo'lmaydi.