Термодинамиканың бірінші заңы. Газдың және будың ұлғайғандағы жұмысы. Физика, 8 сынып, қосымша материал.

Сабақ тақырыбы: Термодинамиканың бірінші заңы. Газдың және будың ұлғайғандағы жұмысы

Сабақ мақсаты:

• Термодинамиканың бірінші заңының физикалық мағынасын түсіндіру;
• Термодинамиканың 1-заңын изопроцестерге қолдану.
• Графикті талдау

Теориялық материал

Термодинамиканың бірінші заңы. Термодинамиканың бірінші заңы (кейде оны термодинамиканың бірінші бастамасы дейді) негізінен энергияның сақталу және оның жылу процестеріне түрлену (айналу) заңы болып есептеледі. Демек, ол жылу мен жұмыстың өзгеруіне байланысты. 

U=Q-A

1. Изотермалық процесс (T = сопst).

2.Изобаралық процесс (р = сопst)

3. Изохоралық процесс (V=сопst)

4. Адиабаталық процесс (Q = 0)

Адиабаталық процесс адиабаттық процесс — қоршаған ортамен жылу алмаспайтын физикалық жүйеде өтетін термодинамикалық процесс. Адиабаталық процесс жылу өткізбейтін (адиабаталық) қабықшалармен қоршалған жүйелерде өтеді деп есептелінеді. Сыртқы орта мен жүйе арасында жылу алмасып үлгере алмайтындай уақытта тез өтетін процестер (жылу оқшаулағыш қабықшалары болмайтын) адиабаталық процесс ретінде қарастырылады. Оған мысалы, дыбыстың ауада таралуы, жылу қозғалтқыштарының цилиндрі ішіндегі газдың сығылуы (немесе ұлғаюы) т.б. жатады. Газ сығылғанда температура көтеріледі, ұлғайғанда — төмендейді. Адиабаталық процесс қайтымды және қайтымсыз процесс түрінде өтуі мүмкін.

Шинаны немесе допты үрлеу кезінде сорғының ауаны тез сығыуы салдарынан ол қызады.Газдың ішкі энергиясы оны сығатын сыртқы күштердің атқаратын жұмысы есебінен артады.Газдың тез ұлғаюы кезінде оның салқындау құбылысын бақылауға болады.Ол үшін үлкен шыны бөтелкеге су құйып,түтін енгізеді және сорғы көмегімен оған айдайды.Бұл кезде бөтелкедегі судың жоқ болып кетуі булануы ондағы ауа температурасының жоғарлағаның дәлелі болып табылады. Бөтелкедегі ауа қысымының  артуы,оның тығының атылып кетуіне әкеледі.Ауа жылдам ұлғая отырып бөтелкеден шыға бастайды,ал бөтелкеде қалың тұман пайда болады,ол ұлғаю кезіндегі ауаның салқындағаның көрсетеді.Газ ұлғайып,өзінің ішкі энергиясының кему есебінен жұмыс істейді.Тез сығылу немесе ұлғаю кезінде қоршаған ортамен жылу алмасып үлгермейтіндігі қарастырылған мысалдардан көрінеді.Бұл жағдайларда аз уақат аралығында Q=0 деп санап,бұл процестерді адиабаталық процесстер ретінде қарастырамыз.

Тест тапсырмаларының жауаптары

Тапсырмалардың жауаптары

1. Жауабы: 10 Дж

2. Жауабы: 1,98 * 10⁴ Дж

3.Фигура аудандары бідей болғанына қарамастан жұмыс әртүрлі болады. 1-а бөлігінде газ жұмысы теріс, ал а-2 бөлігінде оң.Ендеше 1- ші күйден 2- ші күйге ауысқанда газ оң жұмыс атқарады. 1-б бөлігінде газ жұмысы оң, ал б-2 бөлігінде теріс. Ендеше 1- ші күйден 2- ші күйге ауысқанда газ теріс жұмыс атқарады. Сондықтан а жүрісінде жұмыс үлкен болады.

4.

5. Сәйкестігін табу

6. а) Артады

б) Өте қатты артады

в) Өзгермейді

г) Артады

д) Өзгермейді

е) Мүмкін емес процесс