Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики

Сегодня на уроке мы определим, о чём говорит первый закон термодинамики, а также узнаем, что такое адиабатный процесс. Таймкод: 0:00 Тема и план урока 0:15 Первый закон термодинамики 0:45 Изотермический процесс 0:58 Изохорный процесс 1:13 Изобарный процесс 1:29 Адиабатный процесс 2:07 Пример №1 2:35 Пример №2 3:24 Пример №3 3:46 Итоги Понравилось, как преподаватель объясняет материал? Получи ещё больше полезного контента о подготовке к экзаменам в наших соц.сетях: https://clck.ru/Zr7kn - канал в Дзене, где разбираем сложные темы в образовании https://vk.com/domy24 - паблик ВК, в котором постоянно проводят розыгрыши и конкурсы А обо всём, что мы делаем, можно узнать у нас на сайте: https://center-think.ru/

Как мы знаем, существует лишь два способа изменения внутренней энергии тела: теплопередача и совершение работы. Опыт показывает, что эти способы независимы — в том смысле, что их результаты складываются. Если телу в процессе теплообмена передано количество теплоты Q, и если в то же время над телом совершена работа A’, то изменение внутренней энергии тела будет равно:

Нас больше всего интересует случай, когда тело является газом. Тогда A’ = −A (где A, как всегда, есть работа самого газа). Формула принимает вид: = Q − A, или

Соотношение 2 называется первым законом термодинамики. Смысл его прост:

Количество теплоты, переданное газу, идёт на изменение внутренней энергии газа и на совершение газом работы.

Напомним, что величина Q может быть и отрицательной: в таком случае тепло отводится от газа. Но первый закон термодинамики остаётся справедливым в любом случае. Он является одним из фундаментальных физических законов и находит подтверждение в многочисленных явлениях и экспериментах.

Применение первого закона термодинамики к изопроцессам

Напомним, что в изопроцессе остаётся неизменным значение некоторой величины, характеризующей состояние газа — температуры, объёма или давления. Для каждого вида изопроцессов запись первого закона термодинамики упрощается.

1. Изотермический процесс, T = const.

   • Внутренняя энергия идеального газа зависит только от его температуры. Если температура газа не меняется, то не меняется и внутренняя энергия: ∆U = 0. Всё подведённое к газу тепло идёт на совершение газом работы. Тогда формула 2 даёт:

2. Изохорный процесс, V = const.

   • Если объём газа остаётся постоянным, то поршень не перемещается, и потому работа газа равна нулю: A = 0. Всё тепло, переданное газу, идёт на изменение его внутренней энергии. Тогда первый закон термодинамики даёт:

3. Изобарный процесс, p = const.

   • Подведённое к газу тепло идёт как на изменение внутренней энергии, так и на совершение работы (для которой справедлива формула 1). Имеем: