🗊Скачать презентацию Термодинамика

ТЕРМОДИНАМИКА Подготовка к ЕГЭ Учитель: Попова И.А. МОУ СОШ № 30 Белово 2010

Цель: повторение основных понятий, законов и формул ТЕРМОДИНАМИКИ в соответствии с кодификатором ЕГЭ. Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010: Внутренняя энергия Тепловое равновесие Теплопередача. Виды теплопередачи Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества Первый закон термодинамики Второй закон термодинамики КПД тепловой машины Принципы действия тепловых машин Тепловые двигатели и охрана окружающей среды

Термодинамика. Основные понятия. Термодинамика – это наука о тепловых явлениях. Термодинамика рассматривает изолированные системы тел, находящиеся в состоянии термодинамического равновесия - в таких системах прекратились все наблюдаемые макроскопические процессы. Основное свойство термодинамически равновесной системы - выравнивание температуры всех ее частей; Термодинамический процесс - переход из одного в другое равновесное состояние Процессы, состоящие из последовательности равновесных состояний, называются квазистатическими.

Внутренняя энергия Учитывая уравнение состояния идеального газа

Термодинамика. Работа газа. Если газ подвергается сжатию в цилиндре под поршнем, то внешние силы совершают над газом некоторую положительную работу A`; Если объем газа изменился на малую величину ΔV, то газ совершает работу pSΔx = pΔV, где p – давление газа, S – площадь поршня, Δx – его перемещение;

Тепловое равновесие

Теплопередача. Виды теплопередачи

Теплопередача. Виды теплопередачи ТЕПЛОПЕРЕДАЧА (или теплообмен) - один из способов изменения внутренней энергии тела (или системы тел), при этом внутренняя энергия одного тела переходит во внутреннюю энергию другого тела без совершения механической работы. Теплота способна переходить только от тела с более высокой температурой к телу менее нагретому Теплообмен всегда протекает так, что убыль внутренней энергии одних тел всегда сопровождается таким же приращением внутренней энергии других тел, участвующих в теплообмене. Это является частным случаем закона сохранения энергии.

Виды теплопередачи. Теплопроводность. Теплопроводность - перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет теплового движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов и т.п.), который приводит к выравниванию температуры тела. Не сопровождается переносом вещества! Этот вид передачи внутренней энергии характерен как для твердых веществ, так и для жидкостей и газов. Теплопроводность различных веществ разная. Металлы обладают самой высокой теплопроводностью, причем у разных металлов теплопроводность отличается. Жидкости обладают меньшей теплопроводностью, чем твердые тела, а газы меньшей, чем жидкости.

Виды теплопередачи. Конвекция. Конвекция - вид теплопередачи, при котором энергия передается потоками (струями) вещества. Характерна для жидкостей и газов.

Виды теплопередачи. Излучение. Излучение - вид теплопередачи, при котором энергия передается с помощью электромагнитных волн (преимущественно инфракрасного диапазона). Может происходить в вакууме

Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества Удельная теплоемкость С — это количество теплоты, которое получает или отдает тело массой 1 кг при изменении ЕГО ТЕМПЕРАТУРЫ НА 1 К.

Количество теплоты. Удельная теплоемкость вещества Количество теплоты, необходимое для плавления (выделившаяся при кристаллизации) тела

Первый закон термодинамики Обмен энергией между термодинамической системой и окружающими телами в результате теплообмена и совершаемой работы

Первый закон термодинамики В изобарном процессе (p = const) Q = ΔU + pΔV

Второй закон термодинамики Первая формулировка (Клаузиус, 1850 год): невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходит от тел менее нагретых к телам более нагретым.

Принципы действия тепловых машин Тепловым двигателем называется устройство, способное превращать полученное количество теплоты в механическую работу.

КПД тепловой машины Q = Q1 – |Q2| = А Работа A, совершаемая рабочим телом за цикл, равна полученному за цикл количеству теплоты Q.

КПД тепловой машины Структура тепловых машин

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды Факторы негативного влияния тепловых двигателей на окружающую среду: загрязнение атмосферы шумовые загрязнения проблемы утилизации отработанных автомобилей загрязнение почвы повышение температуры атмосферы

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды Отрицательное влияние тепловых машин на окружающую среду связано с действием различных факторов. при сжигании топлива используется кислород из атмосферы, вследствие чего содержание кислорода в воздухе постепенно уменьшается. сжигание топлива сопровождается выделением в атмосферу углекислого газа. при сжигании угля и нефти атмосфера загрязняется азотными и серными соединениями, вредными для здоровья человека. Автомобильные двигатели ежегодно выбрасывают в атмосферу два-три тонн свинца.

Тепловые двигатели и охрана окружающей среды Один из путей уменьшения путей загрязнения окружающей среды- использованием в автомобилях вместо карбюраторных бензиновых двигателей дизелей, в топливо которых не добавляют соединения свинца. Перспективными являются разработки автомобилей, в которых вместо бензиновых двигателей применяются электродвигатели или двигатели, использующие в качестве топлива водород. Согласно законам термодинамики производство электрической и механической энергии в принципе не может быть осуществлено без отвода в окружающую среду значительных количеств теплоты. Это не может не приводить к постепенному повышению средней температуры на земле. Одно из направлений, связанное с охраной окружающей среды, это увеличение эффективности использования энергии, борьба за её экономию.

Рассмотрим задачи: ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ) ГИА-9 2008-2010 (Демо)

(ЕГЭ 2001 г.) А9. Газ в сосуде сжали, совершив работу 25 Дж. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 30 Дж. Следовательно

(ЕГЭ 2001 г.) А11. В тепловом двигателе газ получил 300 Дж тепла и совершил работу 36 Дж. Как изменилась внутренняя энергия газа?

(ЕГЭ 2001 г.) А13. В результате некоторого процесса газ перешел из состояния 1 в состояние 2. Какую работу совершили при этом над газом?

(ЕГЭ 2001 г.) А14. Фарфоровую статуэтку массой 0,2 кг обжигали при температуре 1500 К и выставили на стол, где она остыла до температуры 300 К. Какое количество тепла выделила статуэтка при остывании?

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А10. Внутренняя энергия гири увеличивается, если

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А11. Тепловой двигатель за цикл получает от нагревателя количество теплоты, равное 3 кДж и отдает холодильнику количество теплоты, равное 2,4 кДж. КПД двигателя равен

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А14. Температура кристаллического тела при плавлении не изменяется. Внутренняя энергия вещества при плавлении

(ЕГЭ 2002 г., Демо) А29. Работа газа за термодинамический цикл 1-2-3-4 равна

(ЕГЭ 2003 г., КИМ) А11. При охлаждении твердого тела массой m температура тела понизилась на T. По какой из приводимых ниже формул следует рассчитывать количество отданной телом теплоты Q? с – удельная теплоемкость вещества.

(ЕГЭ 2003 г., КИМ) А12. Внутренняя энергия идеального газа при его охлаждении

(ЕГЭ 2003 г., демо) А27. Тепловая машина с КПД 40 % получает за цикл от нагревателя 100 Дж. Какое количество теплоты машина отдает за цикл холодильнику?

(ЕГЭ 2004 г., демо) А8. Теплопередача всегда происходит от тела с

(ЕГЭ 2004 г., демо) А9. В каком из процессов перехода идеального газа из состояния 1 в состояние 2, изображенном на рV-диаграмме (см. рисунок), газ совершает наибольшую работу?

(ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А9. При нагревании текстолитовой пластинки массой 0,2 кг от 30º C до 90º C потребовалось затратить 18 кДж энергии. Следовательно, удельная теплоемкость текстолита равна

(ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А10. В герметично закрытом сосуде находится одноатомный идеальный газ. Как изменится внутренняя энергия газа при понижении его температуры?

2005 г. А10 (КИМ). От каких макроскопических параметров зависит внутренняя энергия тела?

2005 г. А11 (КИМ). При передаче твердому телу массой m количества теплоты Q температура тела повысилась на ΔТ. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость вещества этого тела?

(ЕГЭ 2005 г., ДЕМО) А12. Максимальный КПД тепловой машины с температурой нагревателя 227 С и температурой холодильника 27 С равен

2005 г. А12 (КИМ). Тепловая машина за цикл работы получает от нагревателя 100 Дж и отдает холодильнику 40 Дж. Чему равен КПД тепловой машины?

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А12. На рисунке приведен график зависимости объема идеального одноатомного газа от давления в процессе 1 – 2. Внутренняя энергия газа при этом увеличилась на 300 кДж. Количество теплоты, сообщенное газу в этом процессе, равно 0 кДж 100 кДж 200 кДж 500 кДж

(ЕГЭ 2006 г., ДЕМО) А13. Тепловая машина с КПД 60% за цикл работы получает от нагревателя количество теплоты, равное 100 Дж. Какую полезную работу машина совершает за цикл? 40 Дж 60 Дж 100 Дж 160 Дж

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А11. Внутренняя энергия газа в запаянном несжимаемом сосуде определяется главным образом движением сосуда с газом хаотическим движением молекул газа взаимодействием молекул газа с Землей действием внешних сил на сосуд с газом

(ЕГЭ 2007 г., ДЕМО) А14. На диаграмме (см. рисунок) показан процесс изменения состояния идеального одноатомного газа. Газ отдает 50 кДж теплоты. Работа внешних сил равна 0 кДж 25 кДж 50 кДж 100 кДж

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А14. Одноатомный идеальный газ в количестве 4 молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом температура газа повышается на 20 К. Работа, совершаемая газом в этом процессе, равна

(ЕГЭ 2008 г., ДЕМО) А15. Тепловая машина имеет КПД 25%. Средняя мощность передачи теплоты холодильнику в ходе ее работы составляет 3 кВт. Какое количество теплоты получает рабочее тело машины от нагревателя за 10 с?

(ЕГЭ 2009 г., ДЕМО) А10. Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3 (см. рисунок)?

(ЕГЭ 2009 г., ДЕМО) А11. В тепловой машине температура нагревателя 600 K, температура холодильника на 200 K меньше, чем у нагревателя. Максимально возможный КПД машины равен

(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А10. При каком из перечисленных ниже процессов остается неизменной внутренняя энергия 1 моль идеального газа?

(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А11. Какую работу совершает газ при переходе из состояния 1 в состояние 3 (см. рисунок)?

(ЕГЭ 2010 г., ДЕМО) А12. Температура нагревателя идеального теплового двигателя Карно 227 ºС, а температура холодильника 27 ºС. Рабочее тело двигателя совершает за цикл работу, равную 10 кДж. Какое количество теплоты получает рабочее тело от нагревателя за один цикл?

Используемая литература / http://www.edu.delfa.net/CONSP/mkt8.html Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", 2009. – 160 с. Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО "Дрофа", 2004. – 116 с. Класс!ная физика для любознательных. ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ / http://class-fizika.narod.ru/8_class.htm Момент силы. ВикипедиЯ [текст, рисунок]/http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82_%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%8B Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев . –" Просвещение ", 2009. – 166 с. Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika Силы в механике/ http://egephizika.26204s024.edusite.ru/DswMedia/mehanika3.htm Тепловое равновесие. Температура. Количество теплоты и теплопередача/ http://artur1253.rbcmail.ru/glava3.html Тепловые двигатели / http://wiki.iteach.ru/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8/%D0%A3%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B5%D0%BA%D1%82_%D0%A2%D0%B5%D0%BF%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B5_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BB%D0%B8_%D0%B8_%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0_%D0%BE%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B0%D1%8E%D1%89%D0%B5%D0%B9_%D1%81%D1%80%D0%B5%D0%B4%D1%8B ТЕПЛОПЕРЕДАЧА Три закона Ньютона / http://rosbrs.ru/konkurs/web/2004 Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/