Изменение внутренней энергии при изохорном процессе

При изохорном процессе объём газа не меняется и поэтому работа не совершается. Первый закон термодинамики запишется так ΔU=Q.Если газ нагревается, то Q>0 и внутренняя энергия увеличивается. Если газ охлаждается, то Q<0 и внутренняя энергия газа уменьшается.

ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ

ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ.

При изотермическом процессе (T-const) внутренняя энергия идеального газа не меняется. Всё переданное тепло тратится на совершение работы A=Q. Если газ получает теплоту, то он совершает положительную работу. Если отдаёт – отрицательную. Работа же внешних сил над газом будет положительна. Работа газа находится по формулам:

или

ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ИЗОБАРНОМ ПРОЦЕССЕ.

При изобарном процессе переданное газу количество теплоты идёт на изменение его внутренней энергии и на совершение работы ΔU=A+Q. Изменение внутренней энергии можно найти по формуле , а работу по формуле , но

тогда

Вопросы:

1. Что называется внутренней энергией тела?

2. Чему равна внутренняя энергия идеального газа по определению?

3. Запишите формулы для вычисления внутренней энергии идеального газа.

4. Чему равна работа газа?

5. Какой процесс называется адиабатным?

6. Чему равно изменение внутренней энергии при адиабатном процессе?

7. Где применяется адиабатный процесс?

8. Какой процесс называется изохорным?

9. Чему равно изменение внутренней энергии при изохорном процессе?

10. Какой процесс называется изобарным?

11. По каким формулам можно рассчитать изменение внутренней энергии при изобарном процессе?

12. По каким формулам можно рассчитать работу при изобарном процессе?

13. По каким формулам рассчитывается работа при изотермическом процессе?

Пример: В цилиндре под тяжёлым поршнем находится углекислый газ массой 0,2кг. Газ нагревается на 88К. Какую работу совершит газ?

Дано: m=0,2кг М=0,044кг/моль ΔТ=88К А=?	Работу газа при изобарном процессе найдём по формуле =3,3Дж.
Ответ: Работа, совершённая газом равна 3,3Дж.

Пример: При нагревании водорода массой 4кг средняя квадратичная скорость его молекул увеличилась с 800м/с до 1200м/с. Определить изменение внутренней энергии. На сколько необходимо увеличить массу газа, чтобы изменение внутренней энергии было таким же?

Дано: m=4кг υ1=800м/с υ2=1200м/с ΔU=?	Изменение внутренней энергии газа найдём по формуле =1600000Дж. Δm=5кг
Ответ: Изменение внутренней энергии равно 1600000Дж. Увеличение массы 5кг.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ 8

1. В цилиндре под поршнем находится 1,25 кг воздуха. Для его нагревания на 4°С при постоянном давлении было затрачено 5 кДж теплоты. Определите изменение внутренней энергии воздуха (m = 0,029 кг/моль).

Дж

2. 0,02 кг углекислого газа нагревают при постоянном объеме. Определите изменение внутренней энергии газа при нагревании от 20 до 108°С (с_v = 655 Дж/кг×К).

Дж

3. Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 800 моль, на 500 К ему сообщили количество теплоты 9,4 МДж. Определить работу газа и приращение его внутренней энергии.

МДж 6,1 МДж

4. Для нагревания 10 г неизвестного газа на 1 К при постоянном давлении требуется 9,12 Дж, при постоянном объеме 6,49 Дж. Что это за газ?

m=0,032 кг/моль (кислород)

5. Кислород массой 0,3 кг при температуре Т = 320 К охладили изохорно, вследствие чего его давление уменьшилось в 3 раза. Затем газ изобарно расширили так, что температура его стала равной первоначальной. Какую работу совершил газ? Как изменилась его внутренняя энергия?

17 кДж DU=0

1. Определить количество теплоты, необходимое для перевода одного моля од­ноатомного идеального газа из состояния 1 в состоя­ние 3. В состоянии 1 температура газа Т₁=300 К.

КДж