Какие способы изменения внутренней энергии существуют: 4. Способы изменения внутренней энергии — ЗФТШ, МФТИ

Способы изменения
внутренней энергии презентация, доклад

Слайд 1
Текст слайда:

Писаренко В.А.
учитель физики
МОУ «Каменская средняя школа»

Способы изменения
внутренней энергии


Слайд 2
Текст слайда:

Все тела состоят из молекул, которые непрерывно движутся и взаимодействуют друг с другом.
Они обладают одновременно кинетической и потенциальной энергией.
Эти энергии и составляют внутреннюю энергию тела.

Внутренняя энергия

внутренняя энергия тел

Кинетическая энергия движущихся
молекул

Потенциальная энергия взаимодействия
молекул

Таким образом,
внутренняя энергия — это энергия движения и взаимодействия частиц,
из которых состоит тело.
Внутренняя энергия характеризует тепловое состояние тела.


Слайд 3
Текст слайда:

Какими же способами
можно изменить
внутреннюю энергию тел?


Слайд 4
Текст слайда:

1. Совершение работы

Если работа совершается над телом, его внутренняя энергия увеличивается.

Если работу совершает само тело, его внутренняя энергия уменьшается.


Слайд 5
Текст слайда:

а)Теплопроводность

2.Теплопередача

Передача внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их контакте называется теплопроводностью.

При теплопроводности не происходит переноса вещества от одного конца тела к другому. Внутренняя энергия передаётся через взаимодействие молекул.

Существуют вещества обладающие хорошей и плохой теплопроводностью


Слайд 6
Текст слайда:

б) Конвекция

Это перенос энергии струями жидкости или газа

При конвекции происходит перенос вещества в пространстве. Объяснить явление конвекции можно тепловым расширением тел и законом Архимеда.
Конвекция невозможна в твёрдых телах.
Интенсивность конвекции зависит от разности температур слоёв жидкости или газа и агрегатного состояния вещества.

КОНВЕКЦИЯ


Слайд 7
Текст слайда:

в) Излучение

Передача энергии излучением отличается от других видов теплопередачи. Она может осуществляться в полной пустоте (вакууме).
Излучают энергию все тела: и сильно нагретые, и слабо, например тело человека, печь, электрическая лампочка, Солнце.

Тела с тёмной поверхностью лучше поглощают и излучают энергию, чем тела, имеющие светлую поверхность.
В то же время тела с тёмной поверхностью охлаждаются быстрее путём излучения, чем тела имеющие светлую поверхность.


Слайд 8
Текст слайда:

Способы изменения
внутренней энергии

Совершение работы

Теплопередача

Конвекция

Излучение

Теплопроводность


Слайд 9
Текст слайда:

?

?

Подумай и ответь!

С какими способами изменения внутренней энергии сталкивается турист, изображённый на рисунке?


Скачать презентацию

Внутренняя энергия 8 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Введение

 

С понятием энергия мы столкнулись еще в 7 классе. Давайте вспомним его определение.

 

Определение. Энергия – физическая величина, которая характеризует способность тела или системы тел выполнить определенную работу.

Само понятие работа является знакомым и привычным из повседневной жизни. Она делится на множество видов, мы же пока изучили только понятие механической работы. Если вспомнить, то механическая работа – это величина, с помощью которой возможно описывать процессы перемещения тела при приложении определенной силы. Например, можно оценить работу, которую необходимо выполнить, чтобы перевезти тяжелый груз с одного места на другое (рис. 1). Так вот, именно способность тела к выполнению механической работы характеризуется механической энергией тела.

         

Рис. 1. Работа силы тяги

 

Виды механической энергии

 

 

Удобно изобразить с помощью схемы.

 

Определение. Кинетическая энергия – часть механической энергии, которая определяет движение тела.

Определение. Потенциальная энергия – энергия, которую имеют тела или части одного тела из-за того, что взаимодействуют с другими телами (или частями тел).

Обозначения в приведенных формулах:

 – масса тела, кг,

 – скорость движения тела, м/с,

 – ускорение свободного падения, Н/кг (м/с2),

 – высота тела над поверхностью, м,

 – жесткость пружины, Н/м,

 – растяжение пружины, м.

 

Взаимные превращения механической энергии

 

 

Кроме упомянутых понятий, следует вспомнить и то, что два типа механической энергии могут превращаться (переходить) друг в друга, например при падении тела (рис. 2). Рассмотрим свободно падающий шарик. Очевидно, что при падении его высота над поверхностью уменьшается, а скорость увеличивается. Это означает, что уменьшается его потенциальная энергия, а кинетическая увеличивается. Следует понимать, что эти два процесса не происходят отдельно, они взаимосвязаны, и говорят, что потенциальная энергия переходит в кинетическую.

 

Рис. 2. Падение груза

Представлять себе процессы превращения механических энергий при падении тела удобно следующим образом: сумму всех энергий (полную механическую энергию) представить как полное ведро воды с надписью «потенциальная энергия», из которого начинают переливать воду в ведро с надписью «кинетическая энергия». Получается, что ведро с «потенциальной энергией» мельчает, а с «кинетической» наполняется, общий объем воды при этом не меняется – этим уже поясняется закон сохранения механической энергии.

Из приведенного примера становится ясно, что в мгновении непосредственно перед падением тела на поверхность (высота равна нулю) вся потенциальная энергия переходит в кинетическую (одно ведро перелито в другое). Возникает вопрос: что же происходит с кинетической энергией тела после удара о поверхность, ведь тело останавливается и его высота над поверхностью становится равной нулю? Куда же перешла вся энергия? Она преобразуется в новый для нас тип энергии, о котором мы поговорим позже.

Можно рассмотреть и другой пример превращения энергии: колебания груза на пружине (рис. 3). В данном случае наблюдается похожая ситуация – превращение потенциальной энергии в кинетическую и наоборот. Этот случай отличается от процесса падения тела тем, что в нижней точке колебания груза пружина сжимается обратно, тем самым позволяя происходить превращениям энергий периодично из потенциальной – в кинетическую – снова в потенциальную и т. д., пока не прекратятся колебания. Если разобраться подробнее, то в данном процессе превращения энергий происходят сложнее, например, при движении груза с нижней точки деформированной пружины происходит переход потенциальной энергии пружины в потенциальную энергию груза (он поднимается) и его кинетическую энергию (он разгоняется). Т. е. на этом примере мы видим, что в превращениях могут участвовать сразу несколько видов энергий, которые могут относиться к разным телам (пружина и груз).

Рис. 3. Колебания груза на пружине

 

Понятие внутренней энергии тела

 

 

Вернемся к вопросу о том, во что превращается кинетическая энергия тела сразу после падения на поверхность. Она превращается во внутреннюю энергию, что и является основным объектом изучения данного урока.

 

Чтобы понять, что такое внутренняя энергия, следует обратить внимание на микромир частиц вещества (атомы и молекулы) и вспомнить, что они находятся в непрерывном движении – это уже подсказывает о наличии у них кинетической энергии. Кроме того, частицы взаимодействуют друг с другом, что приводит к возникновению у них потенциальной энергии (рис. 4).

Рис. 4. Внутренняя энергия

Определение.Кинетическая энергия движения частиц и потенциальная энергия их взаимодействия составляют внутреннюю энергию тела. Внутреннюю энергию обозначают  и измеряется она, как и все другие виды энергии, в Дж (джоулях).

Следовательно, имеем формулу для внутренней энергии тела: , где под  понимается кинетическая энергия частиц тела, а под  их потенциальная энергия.

 

Связь между внутренней энергией тела и температурой

 

 

Вспомним предыдущий урок, на нем мы говорили о том, что движение частиц тела характеризует его температура, а, с другой стороны, внутренняя энергия тела связана с характером (активностью) движения частиц. Следовательно, внутренняя энергия и температура – взаимосвязанные понятия. При повышении температуры тела его внутренняя энергия тоже повышается, при понижении – уменьшается.

 

 

Взаимосвязь внутренней энергии с различными типами процессов

 

 

Взаимосвязь между внутренней энергией и различными видами процессов можно изобразить на схеме:

 

Следует обратить особое внимание на то, что внутренняя энергия тела не зависит от потенциальной и кинетической энергии самого тела, а только от потенциальной и кинетической энергии его частиц (рис. 5). Эти понятия важно не путать.

Рис. 5. Сравнение понятий «кинетическая и потенциальная энергия тела» и «кинетическая и потенциальная энергии частиц тела»

Если сравнивать внутреннюю энергию с другими видами энергий, то она как понятие существует отдельно и имеет особое свойство: любое тело при любых условиях всегда имеет некий запас внутренней энергии.

На следующем уроке мы поговорим о том, какие существуют способы изменения внутренней энергии, и познакомимся с понятием теплообмен.

 

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. Физика 8. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

  1. Интернет-портал «class-fizika.narod.ru» (Источник)
  2. Интернет-портал «postupim.ru» (Источник)
  3. Интернет-портал «school.xvatit.com» (Источник).

 

Домашнее задание

  1. № 1–4. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  2. Можно ли однозначно определить, какое из тел имеет большую внутреннюю энергию, если известны температуры и массы тел, но не известны вещества, из которых они состоят?
  3. Воду от температуры 20 оC нагрели до кипения, некоторое время кипятили, а затем снова охладили до температуры 20 оC. Изменилась ли при этом внутренняя энергия воды? Если да, то как и почему?
  4. *Какая часть механической энергии перешла во внутреннюю, если тело перед падением на поверхность имело скорость , а сразу после отскока – ?

 

6.3: Первый закон термодинамики: внутренняя энергия

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    98556
  •  Цели обучения
    • Расчет изменения внутренней энергии

    Чтобы изучить поток энергии во время химической реакции, нам нужно различать систему, небольшую, четко определенную часть Вселенной, которая нас интересует (например, химическая реакция), и ее окружение, остальное вселенной, включая контейнер, в котором проводится реакция (рис. \(\PageIndex{1}\)). В последующем обсуждении смесь химических веществ, которая подвергается реакции, всегда является системой, а поток тепла может быть от системы к окружающей среде или наоборот.

    Рисунок \(\PageIndex{1}\): Система и ее окружение. Система — это та часть Вселенной, которую нам интересно изучать, например, химическая реакция внутри колбы. Окружение — это остальная вселенная, включая контейнер, в котором осуществляется реакция.

    В химии важны три вида систем. Открытая система может обмениваться с окружающей средой как материей, так и энергией. Котел с кипящей водой является открытой системой, потому что горелка поставляет энергию в виде тепла, а вещество в виде водяного пара теряется при кипении воды. А закрытая система может обмениваться с окружающей средой энергией, но не материей. Запечатанный пакет с готовым обедом, опущенный в кастрюлю с кипящей водой, представляет собой замкнутую систему, поскольку тепловая энергия передается системе от кипящей воды, но не обменивается веществом (если только пакет не протекает, в этом случае он уже не закрытая система). Изолированная система не обменивается ни энергией, ни веществом с окружающей средой. Между системой и ее окружением всегда происходит обмен энергией, хотя этот процесс может происходить очень медленно. По-настоящему изолированной системы на самом деле не существует. Изолированный термос с горячим кофе приближается к изолированной системе, но в конечном итоге кофе охлаждается, поскольку тепло передается окружающей среде. Во всех случаях количество тепла, теряемое системой, равно количеству тепла, полученному ее окружением, и наоборот. то есть полная энергия системы плюс ее окружение постоянны , что должно быть верно, если энергия сохраняется .

    Состояние системы — это полное описание системы в данный момент времени, включая ее температуру и давление, количество содержащегося в ней вещества, ее химический состав и физическое состояние вещества. Функция состояния — это свойство системы, величина которого зависит только от текущего состояния системы, а не от ее предыдущей истории. Температура, давление, объем и потенциальная энергия — все это функции состояния. Например, температура духовки не зависит от того, сколько шагов потребовалось для достижения этой температуры. Точно так же давление в шине не зависит от того, как часто воздух нагнетается в шину, чтобы достичь этого давления, как и конечный объем воздуха в шине. Теплота и работа, с другой стороны, не являются функциями состояния, потому что они зависит от пути . Например, автомобиль, стоящий на верхнем уровне гаража, имеет одинаковую потенциальную энергию независимо от того, был ли он поднят краном, установлен там вертолетом, привезен вверх или поднят группой студентов (рис. \(\PageIndex {2}\)). Однако объем работы, затраченной на его достижение, может сильно различаться в зависимости от выбранного пути. Если бы студенты решили донести машину до вершины пандуса, они выполнили бы гораздо больше работы, чем если бы они просто подтолкнули машину вверх по пандусу (если, конечно, они не забыли отпустить стояночный тормоз, в этом случае затрачиваемая работа существенно возрастет!). Однако потенциальная энергия автомобиля одинакова, какой бы путь они ни выбрали.

    Рисунок \(\PageIndex{2}\): Высота как пример функции состояния. Изменение высоты между состоянием 1 (в нижней части гаража) и состоянием 2 (на верхнем уровне гаража) одинаково для обоих путей A и B; это не зависит от того, какой путь выбран снизу вверх. Напротив, пройденное расстояние и работа, необходимая для достижения вершины, зависят от выбранного пути. Высота — это функция состояния, но расстояние и работа — это , а не функций состояния.

    Направление теплового потока

    Реакция порошкообразного алюминия с оксидом железа (III), известная как термитная реакция, приводит к выделению огромного количества тепла — достаточного, по сути, для расплавления стали (рис. \(\PageIndex{3}\ )). Сбалансированное химическое уравнение реакции выглядит следующим образом:

    \[\ce{ 2Al(s) + Fe_2O_3(s) -> 2Fe(s) + Al_2O_3(s)} \label{5.2.1} \]

    Рисунок \(\PageIndex{3}\): термитная реакция производит столько тепла, что образующееся в результате железо выходит расплавленным, что делает эту реакцию полезной при сварке. Изображение Kingfisher [CC BY-SA 3.0 (Creative Commons [creativecommons.org])], с Викисклада.

    Мы также можем записать это химическое уравнение как

    \[\ce{2Al(s) + Fe_2O_3(s) \rightarrow 2Fe(s) + Al_2O_3(s)} + \text{heat} \label{5.2.2} \]

    , чтобы указать, что тепло является одним из продуктов. Химические уравнения, в которых теплота представлена ​​либо как реагент, либо как продукт, называются термохимическими уравнениями . В этой реакции система состоит из атомов алюминия, железа и кислорода; все остальное, включая контейнер, составляет окружение. В ходе реакции выделяется столько тепла, что железо сжижается. В конце концов система остывает; железо затвердевает по мере передачи тепла окружающей среде. Процесс, при котором теплота ( q ) переносится из системы в ее окружение описывается как экзотермическое. По соглашению \(q <0\) для экзотермической реакции.

    Когда вы держите кубик льда в руке, тепло из окружающей среды (включая вашу руку) передается системе (льду), в результате чего лед тает, а ваша рука становится холодной. Мы можем описать этот процесс следующим термохимическим уравнением:

    \[ \ce{тепло + H_2O(s) \rightarrow H_2O(l)} \label{5.2.3} \]

    Когда тепло передается в систему из ее окружения, процесс является эндотермическим. По соглашению \(q > 0\) для эндотермической реакции.

    Технически тепло не является компонентом химических реакций.

    Технически неправильно иметь член \(тепло\) в химической реакции, как в уравнениях \(\ref{5.2.2}\) и \(\ ref{5.2.3}\), так как это не настоящий вид в реакции. Однако это удобный подход для представления экзотермического и эндотермического поведения, который обычно используется химиками.

    Первый закон

    Связь между изменением энергии системы и ее окружения определяется первым законом термодинамики , который утверждает, что энергия Вселенной постоянна. Мы можем выразить этот закон математически следующим образом: =-ΔU_{surr} \label{5.2.4b} \]

    , где индексы univ, sys и surr относятся к вселенной, системе и окружению соответственно. Таким образом, изменение энергии системы идентично по величине, но противоположно по знаку изменению энергии ее окружения.

    Тенденция всех систем, химических или иных, состоит в том, чтобы двигаться к состоянию с наименьшей возможной энергией.

    Важным фактором, определяющим результат химической реакции, является тенденция всех систем, химических или иных, двигаться к минимально возможному общему энергетическому состоянию. Когда кирпич, упавший с крыши, падает, его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую; когда он достигает уровня земли, он достигает состояния с более низкой потенциальной энергией. Любой находящийся поблизости заметит, что энергия передается в окружающую среду, поскольку шум удара отражается, а пыль поднимается, когда кирпич падает на землю. Точно так же, если искра воспламеняет смесь изооктана и кислорода в двигателе внутреннего сгорания, двуокись углерода и вода образуются спонтанно, а потенциальная энергия (в виде относительного положения атомов в молекулах) высвобождается в окружающую среду в виде тепла и энергии. Работа. Содержание внутренней энергии смеси продуктов \(CO_2/H_2O\) меньше, чем у смеси реагентов изооктан/\(O_2\). Однако эти два случая различаются по форме, в которой энергия высвобождается в окружающую среду. В случае падающего кирпича энергия передается как работа, совершаемая над всем, что оказывается на пути кирпича; в случае сжигания изооктана энергия может выделяться только в виде тепла (если реакция проводится в открытой емкости) или в виде смеси теплоты и работы (если реакция проводится в цилиндре двигателя внутреннего сгорания). ). Поскольку теплота и работа — единственные два способа передачи энергии между системой и ее окружением, любое изменение внутренней энергии системы представляет собой сумму переданного тепла (q) и выполненной работы (w):

    \[ΔU_{sys} = q + w \label{5.2.5} \]

    Хотя \(q\) и \(w\) сами по себе не являются функциями состояния, их сумма (\(ΔU_{ sys}\)) не зависит от выбранного пути и, следовательно, является функцией состояния. Основная задача разработчиков любой машины, преобразующей энергию в работу, состоит в том, чтобы максимизировать количество получаемой работы и минимизировать количество энергии, выделяемой в окружающую среду в виде тепла. Примером может служить сжигание угля для производства электроэнергии. Хотя максимальное количество энергии, доступной в процессе, определяется энергоемкостью реагентов и продуктов, доля этой энергии, которая может быть использована для выполнения полезной работы, не является фиксированной.

    Поскольку мы фокусируемся почти исключительно на изменениях энергии системы, мы не будем использовать «sys» в качестве нижнего индекса, если только нам не нужно явно различать систему и ее окружение.

    Хотя \(q\) и \(w\) не являются функциями состояния, их сумма (\(ΔU_{sys}\)) не зависит от выбранного пути и, следовательно, является функцией состояния.

    Таким образом, благодаря первому закону мы можем определить \(ΔU\) для любого процесса, если мы можем измерить как \(q\), так и \(w\). Теплота \(q\) может быть рассчитана путем измерения изменения температуры окружающей среды. Работа \(w\) может принимать различные формы, но ее тоже можно измерить. Одной из важных форм работы по химии является работа давления-объема , совершаемая расширяющимся газом. При постоянном внешнем давлении (например, атмосферном)

    \[w = −PΔV \label{5.2.6} \]

    Отрицательный знак, связанный с выполненной работой \(PV\), указывает на то, что система теряет энергию, когда объем увеличивается. То есть расширяющийся газ совершает работу над своим окружением, в то время как сжатый газ совершает над ним работу окружением.

    Пример \(\PageIndex{1}\)

    Образец идеального газа в цилиндре двигателя сжимается с 400 мл до 50,0 мл на такте сжатия при постоянном давлении 8,00 атм. При этом от газа в окружающую среду в виде тепла передается 140 Дж энергии. Чему равно полное изменение внутренней энергии (ΔU) газа в джоулях?

    Дано : начальный объем, конечный объем, внешнее давление и количество энергии, переданной в виде тепла

    Запрошено: общее изменение внутренней энергии

    Стратегия:
    1. Определите знак \(q\) для использования в уравнении \(\ref{5.2.5}\).
    2. Из уравнения \(\ref{5. 2.6}\) вычислить \(w\) из заданных значений. Подставьте это значение в уравнение \(\ref{5.2.5}\) для расчета \(ΔU\).
    Решение

    A Из уравнения \(\ref{5.2.5}\) мы знаем, что ΔU = q + w. Нам дана величина q (140 Дж) и нужно только определить ее знак. Поскольку энергия передается от системы (газа) в окружающую среду, q по соглашению является отрицательным.

    B Поскольку газ сжимается, мы знаем, что в системе совершается работа, поэтому \(w\) должно быть положительным. Из уравнения \(\ref{5.2.5}\),

    \[w=-P_{\textrm{ext}}\Delta V=-8,00\textrm{атм}(\textrm{0,0500 л} — \textrm {0,400 л})\left(\dfrac{\textrm{101,3 Дж}}{\mathrm{L\cdot atm}} \right)=284\textrm{J} \nonumber \]

    Таким образом,

    \[\ begin{align*} ΔU &= q + w \\[4pt] &= −140 \,J + 284\, J \\[4pt] &= 144\, J\end{align*} \nonumber \]

    В этом случае, хотя над газом совершается работа, увеличивающая его внутреннюю энергию, тепло от системы уходит в окружающую среду, уменьшая его внутреннюю энергию на 144 Дж. Совершаемая работа и передаваемое тепло могут иметь противоположные знаки.

    Упражнение \(\PageIndex{1}\)

    Образец идеального газа расширяется от начального объема 0,200 л до конечного объема 3,50 л при постоянном внешнем давлении 0,995 атм. При этом из окружающей среды к газу передается 117 Дж теплоты. Чему равно полное изменение внутренней энергии (ΔU) газа в джоулях?

    Ответить

    −216 Дж

    По соглашению (для химиков) и тепловой поток, и работа имеют отрицательный знак, когда энергия передается от системы к окружающей среде и наоборот.

    Резюме

    В химии малая часть Вселенной, которую мы изучаем, — это система , а остальная часть Вселенной — это окружение . Открытые системы могут обмениваться материей и энергией с окружающей средой, закрытые системы могут обмениваться с окружающей средой энергией, но не материей, а изолированные системы не могут обмениваться ни материей, ни энергией с окружающей средой. Функция состояния является свойством системы, которое зависит только от ее текущего состояния , а не от ее истории. Реакция или процесс, при котором тепло передается от системы к окружающей среде, является экзотермической . Реакция или процесс, при котором тепло передается системе из окружающей среды, называется эндотермический . Первый закон термодинамики гласит, что энергия Вселенной постоянна. Изменение внутренней энергии системы есть сумма переданной теплоты и совершенной работы. Тепловой поток равен изменению внутренней энергии системы плюс выполненная фотоэлектрическая работа. Когда объем системы постоянен, изменения ее внутренней энергии можно рассчитать, подставив закон идеального газа в уравнение для ΔU.


    1. Наверх
    • Была ли эта статья полезной?
    1. Тип изделия
      Раздел или Страница
      Показать страницу TOC
      № на стр.
    2. Теги
        На этой странице нет тегов.

    Термодинамика: 1-й закон

    стр. 5
    Этот текст предназначен для обсуждения в классе. Это еще не все, что нужно знать об основах крутящего момента и двух условиях равновесия. Он задуман как подготовка к уроку. Более подробные примечания и примеры приведены в конспектах занятий, презентациях и демонстрациях (нажмите здесь).
     
    Нажмите, чтобы получить ответы на вопросы, связанные с этим чтением
    1-й закон термодинамики

     

    Термодинамика стремится описать и предсказать поведение газа. Это делается путем рассмотрения внутренней энергии газа. Температура газа в градусах Кельвина прямо пропорциональна внутренней энергии. Температура является показателем того, как изменяется внутренняя энергия. При повышении температуры увеличивается внутренняя и кинетическая энергия газа. При понижении температуры внутренняя и кинетическая энергии газа также уменьшаются.

    Есть два способа изменить внутреннюю энергию, а значит и температуру.

    1. Измените объем, сжимая или увеличивая объем газа.
    2. Изменение температуры путем добавления или удаления тепловой энергии.

    Изображение дает интерпретацию того, как могут происходить эти изменения в газе.

     

    Для повышения температуры, внутренней энергии газа в контейнере,

    1. Окружение может уменьшить громкость. Это позитивная работа окружающих.
    2. Тепловая энергия может быть добавлена ​​(пламенем). Это положительная тепловая работа из окружающей среды.

    Первый закон термодинамики гласит, что вся энергия сохраняется. Это приводит к математическому выражению 1-го закона термодинамики.

    Выражение слева, ΔU , относится к газу, а выражение справа, W+Q , об окрестностях. Подробно 1-й закон можно выразить как

    .

    Примечание. При использовании диаграммы PV расчетная работа представляет собой работу газа, а не работу окружающей среды. Таким образом, площадь под кривой на PV-диаграмме не может быть напрямую включена в уравнение 1-го закона. Его нужно будет отрегулировать.

    Изменение внутренней энергии можно рассчитать по

    • алгебраическое уравнение
    • Схема PV
    • 1-й закон термодинамики

    Работа может быть рассчитана из

    • алгебраическое уравнение
    • Схема PV

    • или
    • 1-й закон

    Тепловая энергия, Q можно найти из

    • 1-й закон термодинамики

    Примечание. На самом деле Q можно найти другими способами (например, скрытая теплота плавления, скрытая теплота парообразования, скрытая теплота, изменения тепловой энергии из-за фазовых переходов и т. д.). объем учебной программы.

    Индикаторы

    При описании проблемы вам редко скажут, что работа — это «бла-бла». Или внутренняя энергия — это «бла-бла». Вместо этого вы будете искать подсказки о внутренней энергии, работе и тепловой энергии.

    Улики

    • Изменение внутренней энергии, ΔU: Каждый раз, когда в системе происходит изменение температуры. Если температура не меняется, то внутренняя энергия не меняется.
    • Работа, Вт: Затем система расширяется или сжимается. Если система не меняет размер, то работа равна нулю.
    • Тепловая энергия, Q: Когда в систему добавляется или удаляется тепловая энергия.

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *