фізика 6/22

 01.05.2023

Урок 98

Тема. Перший закон термодинаміки. Адіабатний процес

Завдання:

1. Опрацювати теоретичний матеріал, знизу за посиланням
2. Записати конспект в зошит з відео
3. Записати розв'язок задач в зошит з відео
4. Прочитати: параграф 38, ст 224,  підручник Фізика 10, автор В. Г. Бар'яхтар

https://youtu.be/Jib7pFlaSIk

1. Перший закон термодинаміки

У термодинаміці розглядаються системи, механічна енергія яких при переході з одного термодинамічного стану в інший не змінюється. У такому разі, якщо зовнішні сили виконали роботу А' й одночасно системі передано певну кількість теплоти Q, то вся енергія йде на зміну внутрішньої енергії системи (ΔU). Закон збереження та перетворення енергії в такому випадку називають першим законом (началом) термодинаміки:

Зміна внутрішньої енергії системи (ΔU) при переході з одного термодинамічного стану в інший дорівнює сумі роботи А' зовнішніх сил і кількості теплоти Q, переданої системі або переданої системою навколишнім тілам у процесі теплообміну:

ΔU = A' + Q

Зверніть увагу! Якщо система одержує певну кількість теплоти, то в наведеній формулі Q беруть зі знаком «+», якщо віддає, то зі знаком «-».

На практиці частіше розглядають не роботу зовнішніх сил А', а роботу А, яку виконує дана система проти зовнішніх сил. З огляду на те що А' = -А (рис. 38.1), перший закон (начало) термодинаміки можна сформулювати так:

Кількість теплоти Q, передана системі, йде на зміну внутрішньої енергії системи (ΔU) та на виконання системою роботи А проти зовнішніх сил:

Q = ΔU + A

• Закон збереження енергії, записаний для теплових процесів, називають першим законом (началом) термодинаміки: кількість теплоти, передана системі, йде на зміну внутрішньої енергії системи та на виконання системою роботи проти зовнішніх сил: Q = ΔU + А.

При ізохорному процесі газ не виконує роботу (А = 0), тому вся теплота, передана газу, йде на збільшення його внутрішньої енергії: Q = ΔU.

При ізотермічному процесі внутрішня енергія газу не змінюється (ΔU = 0), тому вся теплота, передана газу, йде на виконання газом роботи: Q = A.

При ізобарному процесі теплота, передана газу, йде як на збільшення внутрішньої енергії газу, так і на виконання газом роботи: Q = ΔU + А.

При адіабатному процесі газ не одержує теплоти (Q = 0), тому збільшення його внутрішньої енергії відбувається за рахунок виконання над газом роботи (адіабатне стиснення): ΔU = А'. Якщо ж газ сам виконує роботу (адіабатне розширення), то його внутрішня енергія зменшується: A = -ΔU.