Презентация на тему "Применение первого закона термодинамики"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Первый закон термодинамики

  1. Два принципа (начала) первого закона термодинамики. 2. Внутренняя энергия и работа расширения газа. 4. Энтальпия и энтропия газа. pptcloud.ru

• 
  Слайд 2

  1. Два принципа первого закона термодинамики

  Первый закон термодинамики является частным случаем всеобщегозакона о превращении и сохранении энергии применительно ктепловым процессам. Первый закон термодинамики состоит из двух принципов (начал). Первый закон называется принципом эквивалентности теплотыи работы. Теплота Qи работа Lпреобразовываются друг в друга в строгоэквивалентном соотношении: Второй принцип гласит – теплота, сообщенная телу (системе)расходуется на изменение его внутренней энергии и на совершениеработы этим телом (системой).

• 
  Слайд 3
  

  Примечание. В данном уравнении и в дальнейшем удобнее расчетвести на единицу вещества – кг, м3, моль. Поэтому расчетныевеличины обозначаются прописными буквами, а не заглавными,при этом необходимо помнить, что для удобства и сокращениятермин «удельная» опускается, но подразумевается. Например,в предыдущем уравнении Q – теплота, подведенная к 1кг вещества, Дж/кг; U1, U2 – начальная и конечная внутренняя энергия тела, отнесеннаяк 1кг вещества, Дж/кг; ∆U– изменение внутренней энергии 1кг вещества, Дж/кг; l– работа, совершенная 1кг вещества (в данном случае газа), Дж/кг.

• 
  Слайд 4

  2. Внутренняя энергия газа

  Внутренняя энергия – это сумма кинетических энергий частиц(молекул, атомов) газа и зависит она только от температуры – т.е.интенсивности движения частиц газа, что и определяет их тепловое состояние. Для расчетов не столь важно знать, какова внутренняя энергия газа,а важно знать, на сколько она изменяется.

• 
  Слайд 5

  Работа расширения газа.

  Работа совершается только тогда, когда имеется движение. В термодинамическом процессе работа совершается только при изменении объема газа. Если газ расширяется – работа положительна, сжимается – работа отрицательна. Изобразим работу, совершаемую 1 кг газа на диаграмме в координатах p – υ.

• 
  Слайд 6
  

  Пусть в процессе 1-2 поршень перемещается из положения 1 – верхней мертвой точки (ВМТ) в положение 2 – нижней мертвой точки и преодолевает силу Р внешнего воздействия под давлением р рабочего тела. При этом газ расширяется от υ1 до υ2, оказывая давление р на днище поршня площадью f. Работа всегда определяется произведением силы Р на перемещение S. Тогда элементарная работа dl при перемещении на элементарном отрезке dS будет равна:

• 
  Слайд 7
  

  Учитывая, что fdS=dv, работа расширения газа на всем участке от v1 до v2 будет равна: При р = constl=p(v2-v1); Приv=const l=0.

• 
  Слайд 8

  3. Энтальпия газа

  Энтальпия газа h, Дж/кг равна сумме внутренней энергии газа и произведения давления на объем. Физический смысл величины pvпонятен из рисунка – этопотенциальная энергия сжатого газа. Она уравновешиваетвоздействие потенциальной энергии гири и поршня, поднятых навысоту H по отношению к днищу поршня.

• 
  Слайд 9
  

  Изменение энтальпии равно: Учитывая, что получим: После интегрирования в пределах от Т1 до Т2 получим:

• 
  Слайд 10

  Энтропия газа

  Не всегда количество подведенной можно определить черезизменение температуры тела. Например, вода кипит, а ее температура остается постоянной. В выражении первого законатермодинамики: выражение не является полным дифференциалом, посколькунеизвестна зависимость изменения р от температуры Т. (1)

• 
  Слайд 11
  

  Если количество подведённой теплоты не характеризуется соответствующим изменением температуры, то выражение (1) можно превратить в полный дифференциал, если его левую и правую часть разделить на температуру тела Т. Умножив и разделив второе слагаемое на υ, получим:

• 
  Слайд 12
  

  Обозначив после сокращения на Т получим: Изменение энтропии ΔS будет равно: Изменение энтропии равно подведенной теплоте, отнесенной к температуре тела. Энтропия – есть теплота, отнесенная к температуре тела.