Алгоритм решения: Записать исходные данные. Перевести единицы измерения величин в СИ. Записать формулу количества теплоты для описанного в задаче процесса. Выразить искомую величину (массу вещества). Подставить известные величины и сделать вычисления. Решение: Запишем исходные данные: Удельная теплоемкость куска металла: c = 900 Дж/(кг∙К). Начальная температура куска металла: t1 = 120 оС. Конечная температура куска металла: […]
Алгоритм решения: Записать исходные данные. Записать формулу, отображающую зависимость между работой, внутренней энергией газа и количеством теплоты, полученным этим газом. Подставить известные величины и сделать вычисления. Решение: Запишем исходные данные: Количество теплоты, сообщенное газы: Q = 300 Дж. Изменение внутренней энергии газа: ∆U = 100 Дж. Зависимость между работой, внутренней энергией газа и количеством теплоты, […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения в СИ. 2.Записать уравнение теплового баланса. 3.Выполнить решение в общем виде. 4.Определить и вычислить искомую величину. Решение Запишем исходные данные: • Начальная температура льда: t1 = 0 oC. • Конечная температура воды: t2 = 20 oC. • Количество теплоты, переданное льду изначально: Q = 50 кДж. • Удельная теплоемкость воды: […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ. 2.Записать первое начало термодинамики. 3.Записать формулу для расчета работы газа. 4.Выполнить решение задачи в общем виде. 5.Подставить известные данные и выполнить вычисления искомой величины. Решение Запишем исходные данные: • Газ совершил работу: A = 5 кДж. • Масса гелия: m = 0,04 кг. 5 кДж […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные. 2.Записать первое начало термодинамики. 3.Установить, как меняется внутренняя энергия идеального газа. Решение Запишем исходные данные: • Количество теплоты, переданное газу: Q = 10 кДж. • Работа, совершенная газом: A = 15 кДж. Первое начало термодинамики: ΔU=Q+A В этой формуле за работу принимается та работа, что совершается над газом. Но в данном случае […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные. 2.Записать первое начало термодинамики. 3.Установить, как меняется внутренняя энергия идеального газа. Решение Запишем исходные данные: • Количество теплоты, переданное газу: Q = 300 Дж. Первое начало термодинамики: ΔU=Q+A Так как по условию задачи это изохорный процесс, то работа равна 0. Следовательно, изменение внутренней энергии газа равно количеству теплоты: ΔU=Q=300 (Дж)
Алгоритм решения 1.Определить, на каком участке графика совершается работа. 2.Записать геометрический смысл работы. 3.Извлекая данные из графика, вычислить работу, совершенную газом. Решение Работа совершается только тогда, когда газ меняет объем. Поэтому работа совершается только на участке 1–2. Работа идеального газа равна площади фигуры, заключенной под графиком термодинамического процесса в координатах (p, V). Давление газа при […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные. 2.Записать уравнение состояния идеального газа. 3.Записать формулу для расчета внутренней энергии газа. 4.Используя первое начало термодинамики, выполнить общее решение задачи. 5.Подставив известные данные, вычислить неизвестную величину. Решение Запишем исходные данные: • Начальная температура газа: T1 = 600 К. • Начальное давление: p1 = 4∙105 Па. • Конечное давление: p2 = 105 Па. • Работа, […]
Алгоритм решения Определить по графику, как меняется давление. Определить, как меняется объем. Определить, отчего зависит внутренняя энергия газа, и как она меняется в данном процессе. Решение На графике идеальный одноатомный газ изотермически сжимают, так как температура остается неизменной, а давление увеличивается. При этом объем должен уменьшаться. Но внутренняя энергия идеального газа определяется его температурой. Так […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ. 2.Определить работу газа на заданном участке. 3.Выполнить решение в общем виде. 4.Выполнить вычисления, подставив известные данные. Решение Запишем исходные данные: • Количество теплоты, переданное газу от нагревателя: Qнагр = 5,1 кДж. • КПД цикла: η = 4/17. • Масса постоянна: m = const. 5,1 кДж = […]
Алгоритм решения Проанализировать каждое из утверждений. Проверить истинность утверждений с помощью графика. Выбрать и записать верные утверждения. Решение Проверим первое утверждение, согласно которому, температура плавления первого тела в 1,5 раза больше, чем второго. Если это было бы так, то количество клеток до горизонтального участка графика 1 относилось к количеству клеток до горизонтального участка графика 2 […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ. 2.Записать уравнение теплового баланса для первого случая. 3.Вычислить массу льда. 4.Выполнить решение. Решение Запишем исходные данные: • Начальная температура льда: t0 = 0 oC. • Конечная температура воды в первом случае: t1 = 12 oC. • Количество теплоты, выделенное электронагревателем в первом случае: Q1 = 80 […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные и перевести единицы измерения величин в СИ. 2.По графику определить начальную температуру вещества. 3.Выбрать любую точку графика для определения количества теплоты и конечной температуры вещества. 4.Записать количество теплоты, которое получает тело при нагревании. 5.Выполнить решение в общем виде. 6.Вычислить массу, подставив данные, полученные из графика. Решение Запишем исходные данные и […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные. 2.Записать формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания вещества. 3.Записать формулу для расчета количества теплоты, выделенного при сгорании топлива. 4.Сделать общее решение. 5.Подставить известные данные и произвести вычисления. Решение Запишем исходные данные: • Начальная температура воды: t0 = 10 oC. • Конечная температура воды: tкип = 100 oC. • Масса дров: mд […]
Алгоритм решения Определить тип теплопередачи. Вспомнить, как происходит этот тип теплопередачи. Сделав анализ рисунка, установить, какой брусок имеет указанную в задаче температуру. Решение Так как это твердые тела, поверхности которых соприкасаются друг с другом, и перенос тепла происходит без переноса вещества, то этот вид теплопередачи является теплопроводностью. Тепло всегда направлено от более нагретого тела к […]
Алгоритм решения 1.Записать исходные данные. 2.Записать формулу КПД тепловой машины. 3.Записать решение в общем виде. 4.Выполнить вычисление искомой величины. Решение Запишем исходные данные: • КПД тепловой машины: η = 0,25. • Количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл: Q = 8 Дж. Формула КПД тепловой машины: η=AQ.. Отсюда:
Алгоритм решения 1.Определить, от чего зависит КПД двигателя. Выбрать верную формулу. 2.Определить, как вычисляется работа, совершаемая за цикл. Выбрать верную формулу. Решение КПД двигателя определяется отношением разности температур нагревателя и холодильника к температуре нагревателя: η=T1−T2T1..=1−T2T1.. Верный ответ для «А» — 1. Работа, совершаемая за цикл, определяется произведением КПД на количество теплоты, полученного от нагревателя: A=Qη=Q(T1−T2T1..) […]
Определение Тепловые машины — устройства, в которых за счет внутренней энергии топлива совершается механическая работа. Чтобы тепловая машина работала циклически, необходимо, чтобы часть энергии, полученной от нагревателя, она отдавала холодильнику. Второе начало термодинамики В циклически действующем тепловом двигателе невозможно преобразовать все количество теплоты, полученное от нагревателя, в механическую работу. В тепловых машинах тепловые процессы замыкаются […]
Первое начало термодинамики (первый закон термодинамики) представляет собой закон сохранения энергии в тепловых процессах. Первое начало термодинамики Внутренняя энергия идеального газа изменяется двумя способами: за счет теплопередачи или при совершении работы. ±ΔU=±Q±A‘ Пояснение: +∆U — внутренняя энергия газа увеличивается. –∆U — внутренняя энергия газа уменьшается. +Q — газ нагревают (газу передают количество теплоты). –Q — […]
Определение Числом степеней свободы механической системы называют количество независимых величин, с помощью которых может быть задано положение системы. Внутренняя энергия идеального газа представляет собой сумму только кинетической энергии всех молекул, а потенциальной энергией взаимодействия можно пренебречь: U=∑Ek0=NEk0=mNAM.·ikT2..=i2..·mM..RT=i2..νRT=i2..pV i — степень свободы. i = 3 для одноатомного (или идеального) газа, i = 5 для двухатомного газа, […]