Презентация на тему "Основы термодинамики"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Основы термодинамики Зверев В.А. школа № 258 Санкт-Петербург 2012 г.

• 
  Слайд 2
  

  Внутренняя энергия (U) Еп–суммарная потенциальная энергия взаимодействия молекул Ек–суммарная кинетическая энергия движения молекул Для идеального газа: Еп= 0 0

• 
  Слайд 3
  

  Работа в термодинамике 1) Изохорный процесс (V=const)

• 
  Слайд 4
  

  Работа в термодинамике 2) Изобарный процесс ( ) V1 V2 p 0 p V 2 1 Работа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком процесса в координатах р(V)!

• 
  Слайд 5
  

  Какую работу совершил газ при переходе из состояния 1 в состояние 2? Работа в термодинамике р,атм 0 V,л 8 2 2 1 6 4 Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком процесса в координатах р(V)! 1 2

• 
  Слайд 6
  

  Какую работу совершил газ при переходах: 1 → 2, 2 → 3, 3 → 4, 4 → 1. Найти работу газа за цикл. Работа в термодинамике р,атм 0 V,л 8 2 3 1 6 4 1 2 3 4 Работа газа за цикл численно равна площади фигуры внутри цикла процесса в координатах р(V)!

• 
  Слайд 7
  

  Идеальный газ расширяется по закону р=V.Найти работу, совершенную газом при увеличении объема от V1 до V2. Работа в термодинамике p 0 V V2 V1 2 1 p1 p2 V2 V1 Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком процесса в координатах р(V)!

• 
  Слайд 8
  

  p 1 2 3 4 В каком из переходов газ совершил наибольшую работу? Ответ обосновать. 4V T 2p p T 2T 2V V 0 p V 2 3 4 1 p 2p Работа в термодинамике

• 
  Слайд 9
  

  Газ находится в вертикальном цилиндре с площадью основания 0,01 м2 при температуре 27°С. На расстоянии 0,8 м от дна цилиндра находится поршень массой 20 кг. Атмосферное давление нормальное. Какую работу совершит газ при его нагревании до 37 °С? Дано: S=0,01 м2t1= 270C t2= 370C h1=0,8м mп=20кг р0=105Па Ответ: 32 Дж

• 
  Слайд 10
  

  Первый закон термодинамики Q ΔU

• 
  Слайд 11
  

  Деревянный барабан Первый закон термодинамики запрещает вечный двигатель первого рода

• 
  Слайд 12
  

  V,л T 0 Одноатомный газ сначала изобарически расширился в четыре раза, а затем в результате изохорического нагревания его давление возросло в три раза. Начальное давление газа 100 кПа, его конечный объём 12 л. Нарисовать графики процессов, протекающих с газом, в координатах (р,V), (р,Т) и (V,Т). Найти работу, совершённую газом, и изменение его внутренней энергии. 3 р,кПа 0 V,л 12 100 300 3 T 4T 12T 3 12 T 12T 4T 1 2 2 1 T р,кПа 0 300 100 1 2 3 3

• 
  Слайд 13
  

  T1 T2 V1 V2 Идеальный газ при изобарном нагревании и изотермическом расширении получил 16 кДж тепла. При этом его внутренняя энергия увеличилась на 6 кДж. Нарисовать графики процессов с газом в координатах (р, V)и (V,Т). Какую работу совершил газ при изотермическом расширении? 0 р V 1 2 3 3 V1 V2 V3 V T 0 Дано: Q=16 кДж ΔU=6 кДж р1 р2 V3 2 1 Ответ: 6 кДж.

• 
  Слайд 14
  

  Одноатомный газ расширяется сначала изобарно, а затем изотермически. Работа, совершаемая газом при расширении, равна 800 Дж. В процессе изотермического расширения газ получил 300 Дж тепла. Найти изменение внутренней энергии газа. Дано: A=800 кДж ΔU- ? V1 V2 3 р1 р2 V3 2 1 0 р V Ответ: 750 Дж.

• 
  Слайд 15
  

  Одноатомный газ, занимающий объём 2 л при давлении 100 кПа, нагревают сначала при постоянном давлении, а затем при постоянном объёме. При этом газ совершает работу 100 Дж, а его температура возрастает вдвое. Какое количество тепла сообщили газу при нагревании?Нарисовать графики процесса нагревания газа в координата (р, V)и (р,Т). Ответ: 400 Дж. 0 р V 3 p1 p3 Дано: V=2 л A=100 Дж T3=2T1 V1 V2 1 2 T1 T2 р T 0 p1 T3=2T1 p3 3 2 1

• 
  Слайд 16
  

  10 г аргона нагревают сначала изохорно, а затем изобарно так, что в результате температура газа возросла на 100°С. При этом газ совершил работу 62,32 Дж. Молярная масса аргона 40 г/моль. Найти изменение внутренней энергии газа в процессе изохорического нагревания. Ответ: 218.14 Дж.

• 
  Слайд 17

  КПД тепловых машин

• 
  Слайд 18
  

  А Qх Рабочее тело (Газ) Нагреватель Тн Холодильник Тх Qн КПД тепловых машин

• 
  Слайд 19
  

  p 0 V 1 2 3 4 p 3p V 4V  0        > 0 > 0 > 0 > 0 Н > 0

• 
  Слайд 20
  

  Какую работу совершил газ при переходах: 1 → 2, 2 → 3, 3 → 4, 4 → 1. Найти работу газа за цикл. Работа в термодинамике р,атм 0 V,л 8 2 3 1 6 4 1 2 3 4 Работа газа за цикл численно равна площади фигуры внутри цикла процесса в координатах р(V)!

• 
  Слайд 21
  

  p 0 V 1 2 3 4 p 3p V 4V Ответ: =23,5%

• 
  Слайд 22

  Домашнее задание

  p 0 V 1 2 3 4 p 6p V 4V Найти к.п.д. Перестроить график в координаты р(Т), V(Т)

• 
  Слайд 23
  

  p 0 V 1 2 3 4 p 6p V 6V Найти к.п.д. Перестроить график в координаты р(Т), V(Т)

• 
  Слайд 24
  

  p 0 V 1 2 3 4 p 0 T V 0 T 1 1 2 2 3 3 4 4

• 
  Слайд 25
  

  Домашнее задание 0 V 1 2 3 p 4p V 6V p

• 
  Слайд 26
  

  p 0 V 1 2 3 4 p 3p V 7V 3V

• 
  Слайд 27

  Домашнее задание

  0 V 1 2 3 p 4p V 6V p

• 
  Слайд 28
  

  А Qх Рабочее тело (Газ) Нагреватель Тн Холодильник Тх Для ИТМ Qн

• 
  Слайд 29
  
• 
  Слайд 30
  
• 
  Слайд 31
  
• 
  Слайд 32
  
• 
  Слайд 33
  
• 
  Слайд 34
  
• 
  Слайд 35
  

  Одной из граней ротор затягивает топливно-воздушную смесь в камеру двигателя 1. Впуск. Проталкивая смесь по направлению к свечам зажигания, ротор сжимает ее 2. Сжатие. Как только одна из вершин ротора открывает выпускное окно, отработавшие газы удаляются в атмосферу 4. Выпуск После воспламенения смеси расширяющиеся газы вращают ротор вокруг эксцентрика, совершая полезную работу 3. Рабочий ход.

• 
  Слайд 36
  
• 
  Слайд 37
  

  Реактивный двигатель на твердом топливе

• 
  Слайд 38
  
• 
  Слайд 39
  

  Прямоточный реактивный двигатель поток воздуха

• 
  Слайд 40
  

  Жидкостный реактивный двигатель

• 
  Слайд 41
  

  Газотурбинный реактивный двигатель

• 
  Слайд 42
  

  Газотурбинный реактивный двигатель

• 
  Слайд 43
  
• 
  Слайд 44
  

  Qн Рабочее тело (Газ) Нагреватель Тн Холодильник Тх А Нагреватель Тн Qх

• 
  Слайд 45
  

  ХОЛОДИЛЬНИК

• 
  Слайд 46