Рассмотрим процесс, протекающий в системе, которая не обменивается теплотой с окружающими телами.

Процесс в теплоизолированной системе называют адиабатного.

Так как при этом процессе нет теплообмена между газом и окружающей средой. Поэтому Q = 0. Первый закон термодинамики принимает вид:

А =-U.

В условиях отсутствия теплообмена газа с внешней средой работа, которую осуществляет газ против внешних сил, происходит за счет потери его внутренней энергии.

Поэтому при адиабатном сжатии температура газа повышается, а при адиабатном расширении - уменьшается. Если сжатие газа происходит очень быстро, температура повышается весьма значительно. На этом основано действие двигателей дизеля: температура воздуха при быстром сжатии в цилиндре становится настолько высокой, что топливо воспламеняется без системы зажигания.

Охлаждением газа при адиабатном расширении объясняется способ образования облаков.

Изобарный процесс

При расширении газ совершает работу, то есть Ag> 0. Согласно закону Гей-Люссака, при изобарном расширении газа температура увеличивается, следовательно, увеличивается и его внутренняя энергия, есть AU> 0.

При изобарном процессе количество теплоты, которое подводится к газу, расходуется на увеличение внутренней энергии и на работу расширения, которую осуществляет газ против внешнего давления:

Q = U + A3.

Если Q> 0, то газ может расширяться изобарно только при условии, что к нему подводится некоторое количество теплоты.

Вопросы к ученикам во время изложения нового материала

1. Можно передать газа некоторое количество теплоты, не вызывая при этом повышения его температуры?

2. В любом случае работа газа больше: при изотермическом расширении от объема V1 до объема V2 или при изобарном расширении от до V2?

3. Приведите примеры адиабатных процессов в природе и технике.

4. За счет какой энергии осуществляется работа при адиабатическом расширении газа? при изотермическом расширении газа?

Закрепление изученного материала

1. Тренируемся решать задачи

1. В надувной шарике и стальном баллоне содержатся одинаковые массы воздуха. В любом случае для нагрева воздуха на 1 К потребуется большее количество теплоты?

2. Объем газа уменьшают в 2 раза: один раз - быстро, а другой - медленно. В любом случае:

а) сразу после сжатия давление газа больше;

б) при сжатии проделали большую работу? Почему?

3. Для изобарного нагревания 200 моль газа на 100 К ему передали количество теплоты 470 кДж. Какую работу совершил газ? Изменение внутренней энергии?

4. При изобарном нагревании объем гелия увеличился в три раза. Какую работу совершил газ? Какое количество теплоты передана? Масса гелия 12 г, начальная температура гелия -123 ° С.


Загрузка...

Яндекс.Метрика Google+