Принцип сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или разрушена, но она может переходить из одной формы в другую. Таким образом, в любой изолированной или замкнутой системе, сумма всех видов энергии остается неизменным.

Джоуль, Майер и Гельмгольц доказали эквивалентность тепла и работы, показав экспериментально, что каждой определенной работе всегда соответствует определенное количество теплоты. Работа французского ученого Карно «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» сыграла особую роль в развитии термодинамики.

Он писал: «Тепло - это механическая энергия, которая изменила свой облик: это энергия движения частиц тела. Когда происходит уничтожение механической энергии, возникает одновременно теплота в количестве, точно равно количеству механической энергии, исчезла. И, наоборот, при исчезновении теплоты всегда возникает механическая энергия. Таким образом, энергия существует в природе в неизменном количестве, она никогда не создается и никогда не уничтожается, меняя лишь свою форму. Работа Карно была оценена лишь в 1834 году, когда Клапейрон, повторив рассуждения Карно, ввел графический метод описания процессов. Теорема Карно вошла в термодинамике в качестве фундаментального принципа, а сама работа Карно, изложена Клапейроном и напечатана в 1843 году на немецком языке, стала началом исследований В. Томсонаи Р.Клаузиуса, которые привели к открытию второго начала термодинамики.

Вопросы к ученикам во время изложения нового материала

1. Какой знак может иметь каждая из величин, входящих в записи первого закона термодинамики? Приведите примеры, подтверждающие ваш ответ.

2. Сформулируйте первый закон термодинамики, записанный в виде Ar = Q-AU.

3. Почему можно говорить, что система имеет внутреннюю энергию, но нельзя сказать, что она обладает запасом определенного количества теплоты или работы?

4. Можно утверждать, что работа и количество теплоты - это особые формы энергии в природе?

Закрепление нового материала

1. Тренируемся решать задачи

1. Насколько изменилась внутренняя энергия некоторого газа, который выполнил работу 50 кДж, получив количество теплоты 1985 кДж?

2. Определите работу внешних сил над системой, если система отдала количество теплоты 3,2 кДж и ее внутренняя энергия увеличилась на 2,2 кДж.

3. Для изобарного нагревания 20 моль газа на 200 К ему передали количество теплоты 1983 кДж. Какую работу совершил газ? Изменение внутренней энергии?


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+