🗊Презентация Теплоемкости газов. Термодинамические процессы

Категория: Физика
Нажмите для полного просмотра!
Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №1Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №2Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №3Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №4Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №5Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №6Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №7Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №8Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №9Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №10Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №11Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №12Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №13Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №14Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №15Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №16Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №17Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №18Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №19Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №20Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №21Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №22Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №23Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №24Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №25Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №26Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №27Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №28Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №29Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №30Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №31Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №32Теплоемкости газов. Термодинамические процессы, слайд №33
Скачать

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Теплоемкости газов. Термодинамические процессы. Доклад-сообщение содержит 33 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1


ТНиС 03 ● Теплоемкости газов ● Термодинамические процессы
Описание слайда:
ТНиС 03 ● Теплоемкости газов ● Термодинамические процессы

Слайд 2


Теплоемкости газов Теплоемкость – это теплота, которую надо подвести к единичному количеству вещества, чтобы увеличить его температуру на 1 К. Различают теплоемкости: ● массовую c, Дж/(кг·К) – Q=mcΔT; ● объемную c’, Дж/(м³·К) – Q=V0c’ΔT; ● мольную (μс), Дж/(кмоль·К) – Q=M(μс)ΔT,
Описание слайда:
Теплоемкости газов Теплоемкость – это теплота, которую надо подвести к единичному количеству вещества, чтобы увеличить его температуру на 1 К. Различают теплоемкости: ● массовую c, Дж/(кг·К) – Q=mcΔT; ● объемную c’, Дж/(м³·К) – Q=V0c’ΔT; ● мольную (μс), Дж/(кмоль·К) – Q=M(μс)ΔT,

Слайд 3


Соотношения между теплоемкостями где Q – теплота, Дж; m – масса газа, кг; V0 – объем газа при нормальных физических условиях, м³; M – число кило молей газа. Соотношения между теплоемкостями: c=(μс)/μ; c’=(μс)/(μv)0=(μс)/22,4; c’=cρ0.
Описание слайда:
Соотношения между теплоемкостями где Q – теплота, Дж; m – масса газа, кг; V0 – объем газа при нормальных физических условиях, м³; M – число кило молей газа. Соотношения между теплоемкостями: c=(μс)/μ; c’=(μс)/(μv)0=(μс)/22,4; c’=cρ0.

Слайд 4


Теплоемкости смесей газов Чтобы повысить температуру смеси газов на ΔT К, надо на столько же нагреть каждый из ее компонентов: ; . Поделим: каждое уравнение на ΔT; левое выражение на массу смеси m; правое – на объем смеси при нормальных условиях V0.
Описание слайда:
Теплоемкости смесей газов Чтобы повысить температуру смеси газов на ΔT К, надо на столько же нагреть каждый из ее компонентов: ; . Поделим: каждое уравнение на ΔT; левое выражение на массу смеси m; правое – на объем смеси при нормальных условиях V0.

Слайд 5


Массовая, объемная и мольная теплоемкости Учтем, что: mi /m=gi – массовая доля компонента; V0i /V0=ri – объемная доля компонента. Тогда соответственно массовая, объемная и мольная теплоемкости смеси: ; ; . Два последних выражения похожи, так как мольная и объемная доли равнозначны.
Описание слайда:
Массовая, объемная и мольная теплоемкости Учтем, что: mi /m=gi – массовая доля компонента; V0i /V0=ri – объемная доля компонента. Тогда соответственно массовая, объемная и мольная теплоемкости смеси: ; ; . Два последних выражения похожи, так как мольная и объемная доли равнозначны.

Слайд 6


I закон термодинамики для изохорного и изобарного процессов
Описание слайда:
I закон термодинамики для изохорного и изобарного процессов

Слайд 7


Теплоемкости cp и cv
Описание слайда:
Теплоемкости cp и cv

Слайд 8


Показатель адиабаты А отношение теплоемкостей cp и cv– показатель адиабаты: k=cp /cv. Одноатомные газы: k=1,67; двухатомные газы: k=1,41; трех- и многоатомные газы: k=1,29.
Описание слайда:
Показатель адиабаты А отношение теплоемкостей cp и cv– показатель адиабаты: k=cp /cv. Одноатомные газы: k=1,67; двухатомные газы: k=1,41; трех- и многоатомные газы: k=1,29.

Слайд 9


Истинная теплоемкость На графике представлены зависимости теплоемкостей от температуры: 1 – одноатомных газов: c=a=Const; 2 – двухатомных газов: c=a+bt; 3 – многоатомных газов: c=a+bt+dt². Истинная теплоемкость: c=dq/dt.
Описание слайда:
Истинная теплоемкость На графике представлены зависимости теплоемкостей от температуры: 1 – одноатомных газов: c=a=Const; 2 – двухатомных газов: c=a+bt; 3 – многоатомных газов: c=a+bt+dt². Истинная теплоемкость: c=dq/dt.

Слайд 10


Средняя теплоемкость двухатомных газов Теплота, подведенная к двухатомному газу, запишется как dq=cdt, или в интегральном виде: . С учетом того, что t22 – t12 = (t2 – t1)(t2 + t1), средняя теплоемкость: cm t1t2=a+b(t1 + t2)/2.
Описание слайда:
Средняя теплоемкость двухатомных газов Теплота, подведенная к двухатомному газу, запишется как dq=cdt, или в интегральном виде: . С учетом того, что t22 – t12 = (t2 – t1)(t2 + t1), средняя теплоемкость: cm t1t2=a+b(t1 + t2)/2.

Слайд 11


Определение теплоемкостей по формулам и таблицам На предыдущих слайдах были приведены формулы истинных и средних теплоемкостей газов, в которых константы a, b, d для каждого газа можно найти в справочниках. В справочниках также приводятся посчитанные по этим формулам значения истинных (при температуре t) и средних теплоемкостей разных газов в диапазоне температур от 0 до t.
Описание слайда:
Определение теплоемкостей по формулам и таблицам На предыдущих слайдах были приведены формулы истинных и средних теплоемкостей газов, в которых константы a, b, d для каждого газа можно найти в справочниках. В справочниках также приводятся посчитанные по этим формулам значения истинных (при температуре t) и средних теплоемкостей разных газов в диапазоне температур от 0 до t.

Слайд 12


Табличные теплоемкости Теплоту, подведенную к газу в процессе 1-2 можно выразить как: q1-2=q5-2–q5-1= =пл.52305–пл.51405 = =cm0t2t2–cm0t1t1=cm t1t2(t2–t1), то есть средняя теплоемкость: cm t1t2=(cm 0t2t2–cm 0t1t1)/(t2–t1).
Описание слайда:
Табличные теплоемкости Теплоту, подведенную к газу в процессе 1-2 можно выразить как: q1-2=q5-2–q5-1= =пл.52305–пл.51405 = =cm0t2t2–cm0t1t1=cm t1t2(t2–t1), то есть средняя теплоемкость: cm t1t2=(cm 0t2t2–cm 0t1t1)/(t2–t1).

Слайд 13


Средние мольные теплоемкости (μс)р, кДж/(кмоль·К)
Описание слайда:
Средние мольные теплоемкости (μс)р, кДж/(кмоль·К)

Слайд 14


Термодинамическая поверхность идеального газа
Описание слайда:
Термодинамическая поверхность идеального газа

Слайд 15


Термодинамическая поверхность воды
Описание слайда:
Термодинамическая поверхность воды

Слайд 16


Термодинамические процессы Изохорный – процесс при неизменном объеме газа: v=сonst. Изобарный – при постоянном давлении газа: p=сonst. Изотермический – при постоянной температуре газа: T=сonst. Адиабатный – без теплообмена между газом и окружающей средой: q=0. Политропный – процесс без ограничений.
Описание слайда:
Термодинамические процессы Изохорный – процесс при неизменном объеме газа: v=сonst. Изобарный – при постоянном давлении газа: p=сonst. Изотермический – при постоянной температуре газа: T=сonst. Адиабатный – без теплообмена между газом и окружающей средой: q=0. Политропный – процесс без ограничений.

Слайд 17


Исследование термодинамических процессов Чтобы выявить основные закономерности изменения состояния газа и особенностей превращения энергии, выполняется исследование термодинамических процессов по единой методике: 1. Выводится уравнение процесса; 2. Приводится pv-диаграмма процесса; 3. Выводятся соотношения между параметрами p,v,T; 4. Определяется изменение внутренней энергии газа по единой формуле, Дж/кг: Δu=cvΔT;
Описание слайда:
Исследование термодинамических процессов Чтобы выявить основные закономерности изменения состояния газа и особенностей превращения энергии, выполняется исследование термодинамических процессов по единой методике: 1. Выводится уравнение процесса; 2. Приводится pv-диаграмма процесса; 3. Выводятся соотношения между параметрами p,v,T; 4. Определяется изменение внутренней энергии газа по единой формуле, Дж/кг: Δu=cvΔT;

Слайд 18


Методика исследования термодинамических процессов 5. Находится работа газа против внешних сил . 6. Определяется теплота, подведенная к газу: ● по I закону термодинамики q=Δu+l; ● или через теплоемкость q=c(t2-t1), где c – массовая теплоемкость газа в данном процессе; 7. Находится энергетический коэффициент φ=Δu/q, показывающий долю теплоты, затраченной на изменение внутренней энергии.
Описание слайда:
Методика исследования термодинамических процессов 5. Находится работа газа против внешних сил . 6. Определяется теплота, подведенная к газу: ● по I закону термодинамики q=Δu+l; ● или через теплоемкость q=c(t2-t1), где c – массовая теплоемкость газа в данном процессе; 7. Находится энергетический коэффициент φ=Δu/q, показывающий долю теплоты, затраченной на изменение внутренней энергии.

Слайд 19


Исследование изохорного процесса
Описание слайда:
Исследование изохорного процесса

Слайд 20


Изохорный процесс
Описание слайда:
Изохорный процесс

Слайд 21


Исследование изобарного процесса
Описание слайда:
Исследование изобарного процесса

Слайд 22


Изобарный процесс 4. Изменение внутренней энергии: Δu=cvΔT. 5. Работа: =p(v2-v1)=R(T2-T1). 6. Теплота: из I закона термодинамики – q=Δu+l или через теплоемкость – q=cpΔT. 7. Энергетический коэффициент: φ=Δu/q=cvΔT/cpΔT=1/k.
Описание слайда:
Изобарный процесс 4. Изменение внутренней энергии: Δu=cvΔT. 5. Работа: =p(v2-v1)=R(T2-T1). 6. Теплота: из I закона термодинамики – q=Δu+l или через теплоемкость – q=cpΔT. 7. Энергетический коэффициент: φ=Δu/q=cvΔT/cpΔT=1/k.

Слайд 23


Преобразование выражения I закона термодинамики Запишем выражение I закона термодинамики и преобразуем его следующим образом: dq=du+pdv+vdp-vdp= =du+d(pv)-vdp=d(u+pv)-vdp. Обозначим (u+pv)=h и назовем ее энтальпией, Дж/кг.
Описание слайда:
Преобразование выражения I закона термодинамики Запишем выражение I закона термодинамики и преобразуем его следующим образом: dq=du+pdv+vdp-vdp= =du+d(pv)-vdp=d(u+pv)-vdp. Обозначим (u+pv)=h и назовем ее энтальпией, Дж/кг.

Слайд 24


Параметр состояния энтальпия Тогда можно записать аналитическое выражение I закона термодинамики через энтальпию: dq=dh-vdp. Здесь h=u+pv=cvT+RT=(cv+R)T=cpT, то есть энтальпия – это теплота, необходимая для нагревания 1 кг газа от 0 до Т, К в изобарном процессе.
Описание слайда:
Параметр состояния энтальпия Тогда можно записать аналитическое выражение I закона термодинамики через энтальпию: dq=dh-vdp. Здесь h=u+pv=cvT+RT=(cv+R)T=cpT, то есть энтальпия – это теплота, необходимая для нагревания 1 кг газа от 0 до Т, К в изобарном процессе.

Слайд 25


Исследование изотермического процесса
Описание слайда:
Исследование изотермического процесса

Слайд 26


Исследование изотермического процесса
Описание слайда:
Исследование изотермического процесса

Слайд 27


Исследование адиабатного процесса Уравнение адиабаты выводится из I закона термодинамики: dq=0=du+pdv или cvdT+pdv=0. Сделаем подстановку из уравнения Клапейрона: pv=RT; T=pv/R; dT=(pdv+vdp)/R. После подстановки имеем: cv(pdv+vdp)/R+pdv=0. Умножим полученное выражение на R/cv: pdv+vdp+Rpdv/cv=0.
Описание слайда:
Исследование адиабатного процесса Уравнение адиабаты выводится из I закона термодинамики: dq=0=du+pdv или cvdT+pdv=0. Сделаем подстановку из уравнения Клапейрона: pv=RT; T=pv/R; dT=(pdv+vdp)/R. После подстановки имеем: cv(pdv+vdp)/R+pdv=0. Умножим полученное выражение на R/cv: pdv+vdp+Rpdv/cv=0.

Слайд 28


Преобразования выражения I закона термодинамики С учетом уравнения Майера R=cp-cv: pdv+vdp+(cp-cv)pdv/cv=0. Или с учетом показателя адиабаты cp/cv=k: pdv+vdp+(k-1)pdv=0. После приведения подобных членов и сокращения имеем: vdp+kpdv=0. Разделим переменные, поделив уравнение на pv: dp/p+kdv/v=0.
Описание слайда:
Преобразования выражения I закона термодинамики С учетом уравнения Майера R=cp-cv: pdv+vdp+(cp-cv)pdv/cv=0. Или с учетом показателя адиабаты cp/cv=k: pdv+vdp+(k-1)pdv=0. После приведения подобных членов и сокращения имеем: vdp+kpdv=0. Разделим переменные, поделив уравнение на pv: dp/p+kdv/v=0.

Слайд 29


Уравнение адиабатного процесса После приведения подобных членов и сокращения имеем: vdp+kpdv=0. Разделим переменные, поделив уравнение на pv: dp/p+kdv/v=0. После интегрирования при k=сonst: lnp+klnv=сonst или ln(pvk)=ln(сonst). После потенцирования получаем уравнение адиабатного процесса: pvk=сonst.
Описание слайда:
Уравнение адиабатного процесса После приведения подобных членов и сокращения имеем: vdp+kpdv=0. Разделим переменные, поделив уравнение на pv: dp/p+kdv/v=0. После интегрирования при k=сonst: lnp+klnv=сonst или ln(pvk)=ln(сonst). После потенцирования получаем уравнение адиабатного процесса: pvk=сonst.

Слайд 30


pv-диаграмма адиабатного процесса
Описание слайда:
pv-диаграмма адиабатного процесса

Слайд 31


Соотношения между параметрами
Описание слайда:
Соотношения между параметрами

Слайд 32


Внутренняя энергия и работа газа Подставляем (2) в (3): (p2/p1)(p2/p1)-1/k=T2/T1, получаем соотношение между p и T: T2/T1=(p2/p1)(k-1)/k. (5) 4. Изменение внутренней энергии: Δu=cvΔT. 5. Для работы нужна подстановка: p1v1k=pvk; p=v-kp1v1k. Итак, работа газа с учетом p1v1k=p2v2k: .
Описание слайда:
Внутренняя энергия и работа газа Подставляем (2) в (3): (p2/p1)(p2/p1)-1/k=T2/T1, получаем соотношение между p и T: T2/T1=(p2/p1)(k-1)/k. (5) 4. Изменение внутренней энергии: Δu=cvΔT. 5. Для работы нужна подстановка: p1v1k=pvk; p=v-kp1v1k. Итак, работа газа с учетом p1v1k=p2v2k: .

Слайд 33


Теплота и работа Окончательно работа газа, Дж/кг: l=(p1v1-p2v2)/(k-1); l=(T1-T2)R/(k-1). 6. Теплота по I закону термодинамики: q= 0=Δu+l , то есть работа газа в адиабатном процессе совершается за счет уменьшения его внутренней энергии: l=-Δu. 7. Энергетический коэффициент: φ=Δu/q=Δu/0=∞.
Описание слайда:
Теплота и работа Окончательно работа газа, Дж/кг: l=(p1v1-p2v2)/(k-1); l=(T1-T2)R/(k-1). 6. Теплота по I закону термодинамики: q= 0=Δu+l , то есть работа газа в адиабатном процессе совершается за счет уменьшения его внутренней энергии: l=-Δu. 7. Энергетический коэффициент: φ=Δu/q=Δu/0=∞.

Скачать

Похожие презентации
Mypresentation.ru
Загрузить презентацию