Презентация на тему "Основы термодинамики" 10 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Основы термодинамики

• 
  Слайд 2

  Внутренняя энергия

  • Сумма кинетических энергий хаотического движения всех частиц тела относительно центра масс тела (молекул, атомов) и потенциальных энергий их взаимодействия друг с другом называется внутренней энергией.
  • Кинетическая энергия частиц определяется скоростью, а значит - температурой тела.
  • Потенциальная - расстоянием между частицами, а значит - объемом.
  • Следовательно: U=U(T,V) - внутренняя энергия зависит от объема и температуры.
• 
  Слайд 3

  Внутренняя энергия одноатомного идеального газа

  Для идеального газа: U=U(T), т.к. взаимодействием на расстоянии пренебрегаем или внутренняя энергия одноатомного идеального газа.

• 
  Слайд 4

  Способы изменения внутренней энергии

• 
  Слайд 5

  Работа в термодинамике

  По третьему закону Ньютона:

  • Работа внешних сил над газом
  • Работа газа
• 
  Слайд 6

  Геометрический смысл работы

  • Работа численно равна площади под графиком процесса на диаграмме (p, V).
  • Величина работы зависит от того, каким путем совершался переход из начального состояния в конечное.
• 
  Слайд 7

  Модель. Работа газа

• 
  Слайд 8

  Количество теплоты

• 
  Слайд 9

  Первый закон термодинамики

  Обмен энергией между термодинамической системой и окружающими телами в результате теплообмена и совершаемой работы.

• 
  Слайд 10
  

  • Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе:
  • Если А - работа внешних сил, а А' - работа газа, то А = - А' (в соответствии с 3-м законом Ньютона). Тогда: другая форма записи первого закона термодинамикиэ

• 
  Слайд 11

  Адиабатический процесс

  • Модель. Адиабатический процесс.
  • Семейства изотерм (красные кривые) и адиабат (синие кривые) идеального газа.
• 
  Слайд 12

  Применение 1 закона термодинамики к изопроцессам

  Все работают с таблицей (таблицы на столах).

• 
  Слайд 13

  Тепловые двигатели

  Машины, преобразующие внутреннюю энергию в механическую работу, называют тепловыми двигателями.

• 
  Слайд 14

  Термодинамический цикл

  Круговой процесс на диаграмме (p, V).

• 
  Слайд 15

  Модель. Термодинамические циклы

• 
  Слайд 16

  Тепловой двигатель

  Кпд реальных двигателей:

  • турбореактивный - 20-30%;
  • карбюраторный - 25-30%,
  • дизельный - 35-45%.

  Энергетическая схема тепловой машины: 1 – нагреватель; 2 – холодильник; 3 – рабочее тело, совершающее круговой процесс.

• 
  Слайд 17

  Идеальная тепловая машина

  • Идеальная тепловая машина - машина Карно (Сади Карно, Франция, 1815)
  • Машина работает на идеальном газе.
  • 1- 2 - при тепловом контакте с нагревателем газ расширяется изотермически.
  • 2-3 - газ расширяется адиабатно.

  После контакта с холодильником:

  • 3-4 - изотермическое сжатие.
  • 4-1 - адиабатное сжатие.
  • Теорема Карно: кпд реальной тепловой машины не может быть больше кпд идеальной машины, работающей в том же интервале температур.
• 
  Слайд 18

  Модель. Цикл Карно

• 
  Слайд 19

  Второй закон термодинамики

  • Второй з-н термодинамики указывает направление возможных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов в природе.
  • Формулировка Р. Клаузиуса: невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах.
  • Формулировка У. Кельвина:невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы получение работы за счет теплоты, взятой от одного источника.
  • Невозможен тепловой вечный двигатель второго рода, т.е. двигатель, совершающий механическую работу за счет охлаждения какого-либо одного тела.
• 
  Слайд 20

  Процессы, запрещаемые 1 законом термодинамики

  Циклически работающие тепловые машины, запрещаемые первым законом термодинамики: 1 – вечный двигатель 1 рода, совершающий работу без потребления энергии извне; 2 – тепловая машина с коэффициентом полезного действия η > 1.

• 
  Слайд 21

  Процессы, запрещаемые 2 законом термодинамики

  Процессы, не противоречащие первому закону термодинамики, но запрещаемые вторым законом: 1 – вечный двигатель второго рода; 2 – самопроизвольный переход тепла от холодного тела к более теплому (идеальная холодильная машина).