Блок – схема до розв’язування задач. cm ( tгарячого – tкінцева) mυ2/2

→ Q_{віддан.} = Q_одерж.

cm ( t_{гарячого} – t_{кінцева}) mυ²/2

η · mgh = cm (tкінцева – tхолодного)

mυ²/2

qm _{(палива)} mgh

η·Q_{(енегія горіння)}=А_{(механічна робота)}

N_{(потужність) ·}t_(час)

η·q·m_{(палива)}= F_(сила)·υ_{(швидкість)}·t_(час)

F_(сила) ·S_{(шлях, або переміщення)}

Розв’язування задач.

• 1.Об'єм одноатомного газу зріс у три рази, а тиск у 1,5 рази. У скільки разів зросла внутрішня енергія газу? а) у 2 рази; б) у 4,5рази; в) у 3 рази; г)у 5раз

• 2. Змішали 0,4м³ води при температурі 20°С і 0,1 м³ води при температурі 70°С. Яку температуру матиме суміш? а) 25°; 6)30°; в) 35°; г) 40°

• 3. .На скільки градусів нагріється вода падаючи з висоти 20 м, якщо 63% механічної енергії перейшла у внутрішню енергію? Питома теплоємність води 4200 Дж/(кгК), g=10м/с². а) 0,04 К; б) 2 К; в) 0,03 К; г)0,1К;

• 4. Автомобіль рухається зі швидкістю 72 км/год. Потужність двигуна 60 кВт, ККД його 30%. Які витрати бензину на шляху 1 км? Теплота згоряння бензину 46 МДж/кг. а) 180г; б) 145 г; в) 150г; г)217г

Домашнє завдання.

1.Законспектувати по підручнику «Фізика» тему : Внутрішня енергія. Зміна внутрішньої енергії.

2.Вивчити основні означення даної теми. 3.Розв’язати задачі:

1. У ванну налили 80л води при температурі 10°С. Скільки літрів води при температурі 100°С треба долити у ванну, щоб суміш мала температуру 25°С? а) 16л; б) 14л; в) 32 л; г)8л

2. На скільки градусів при ударі об перешкоду нагрівається свинцева куля, що летить з швидкістю 260 м/с, якщо 50% її механічної енергії переходить у внутрішню енергію? Питома теплоємність свинцю 130 Дж/(кгК). а)50К; б)70К; в) 100 К; г)130К

3. Реактивний літак має 4 двигуни, кожен з яких розвиває силу тяги 30 кН. ККД двигунів дорівнює 25%. Чому дорівнює витрата гасу на переліт завдовжки 4000 км? Теплота згорання гасу 46 МДж/кг. а) 41,7 т; б) 50 т; в) 38,5 т; г) 23,4 т

Задачі на самостійну роботу.

1..Для приготування ванни, місткість якої 200 л, змішали холодну воду при 10°С з гарячою при 60°С. Які об'єми холодної і гарячої води треба взяти, щоб у ванні встановилась температура 40°С? а) 80л; 120л; б) 68л; 132л; в) 70л; 130л; г) 75л; 125л

2. Гусеничний трактор розвиває номінальну потужність 63 кВт і, маючи цю потужність, витрачає в середньому за годину 18 кг дизельного палива. Який ККД двигуна трактора? Теплота згоряння дизельного палива 42 МДж/кг.а) 30%; б) 35%; в) 38%; г) 40%

3..Яка повинна бути маса пороху у гвинтівці, щоб куля масою 10 г при вильоті з дула гвинтівки набула швидкості 880 м/с? ККД гвинтівки 30%. Теплота згоряння пороху 3,8 МДж/кг. а) 2,8г; б) З г; в) 3,2г; г) 3,4 г

4. При нагріванні одного кілограма води до температури 100°С за допомогою спиртівки з ККД 42% спалили 30 г спирту. Питома теплота згорання спирту 29 МДж/кг, питома теплоємність води 4200 Дж/(кгК). Якою була початкова температура води? а) 0°С; б) 7°С; в) 13°С; г) 19°С

5.В посудині міститься 16л води при температурі 20°С. Яка температура води встановиться в посудині, якщо в неї долити 4 л води, що має температуру 70°С? Теплоємністю посудини знехтувати. а) 50°С; б)40°С; в) 45°С; г) 60°С

6.У ванні міститься 40 л води при температурі 10°С. Скільки літрів гарячої води при температурі 60°С потрібно долити у ванну, щоб встановилась температура 40°С? а) 50 л; б) 60 л; в) ЗО л; г) 45 л

7.З якою швидкістю вилітає з гвинтівки куля масою 10г, якщо маса пороху в патроні 2г і 25% енергії, що виділяється при спаленні пороху переходить в енергію кулі? Питома теплота згорання пороху 3,6 МДж/кг. а) 330 м/с; б) 500 м/с; в) 550 м/с; г) 600 м/с;

Заняття № 21 ____________2013р.

Тема: Перший закон термодинаміки Теплові двигуни та їх застосування. Закон збереження енергії в механічних та теплових процесах. Перший закон термодинаміки та його застосування до ізопроцесів. Адіабатичний процес..Цикл Карно. ККД теплових двигунів.Вічний двигун.Двигуни внутрішнього згорання (дизельні, карбюраторні), парові двигуни. Проблеми екології. Альтернативні ,екологічно чисті двигуни. Державні екологічні служби.

Основні положення та означення.

1. За результатами експери­ментів відшукуютьзакономірнийзв'язок між параметрами (P,V,T), а потім роблять математичний аналізцього зв'язку па основі загальних зако­нів природи, справедливістьяких не викликає сумнівів. Загальні зако­ни природи, на основіяких проводять такий аналіз, називають н а ч а л а м и тер м о д и н а м і к и.

2.Першим загальним законом природи, на основі якого будується термодинаміка, є закон збереження енергії. Його називають першим началом термодинаміки і формулюють так:підведена до системи кількість теплоти Q частково йде на збільшення внутріш­ньої енергії системи ΔU і частково — на виконання цією системою роботи А: Q=ΔU+A

3. Зазначимо, що система, до якої можна застосувати дану формулу , може складатися з одного тіла, причому робота А чисельно ,дорівнює енергії, переданій системою навколишнім тілам у формі механічного руху.

4. Механічна робота в термодинаміці виконується лише при зміні об’єму газу. При ізобарному (P=const) розширенні газу механічна робота визначається:

5. Робота чисельно рівна площі обмеженій графіком.

6. Розширений вираз першого закону термодинаміки:

7. При ізохорному процесі робота газу А дорівнює нулю ( ). Отже, перше начало термодинаміки для такого процесу набирає вигляду

( при ізохорному процесі вся підведена до газу кількість теплоти витрачається на збільшення його внутрішньої енергії)

Конспект.

Розв’язування задач.

Модель №1 (Робота газу) або

1.Газ, початковий об'єм якого 2 л, розширюється присталому тиску 10⁵ Па при цьому виконується робота 600 Дж. Ускільки разів збільшиться об'єм газу? а) у 2 рази; б) у 4 рази; в) у 3 рази; г)у 5 разів

Модель №2(внутрішня енергія та зміна внутрішньої енергії одноатомного газу )

або

2.Об'єм одноатомного газу зріс у три рази, а тиск у 1,5 рази. У скільки разів зросла внутрішня енергія газу? а) у 2 рази; б) у 4,5рази; в) у 3 рази; г)у 5раз

Модель №3 (перший закон термодинаміки)

3.Внаслідок нагрівання газу при сталому тиску 10 ⁵ Па його об'єм став 2,5 л, а внутрішня енергія зросла на 225 Дж. Який був початковий об'єм газу, якщо він одержав 375 Дж теплоти? а) 2 л; б) 1,25л; в) 0,5л; г) 0,75л; д) вірної відповіді тут немає.

Модель №4 (ККД теплового двигуна )

Q₁ (кількість теплоти від нагрівника) → А_{(робота) →} Q₂(кількість теплоти до холодильника)

НАГРІВНИК → РОБОЧИЙ МЕХАНІЗМ → ХОЛОДИЛЬНИК

Т₁ (температура нагрівника) → Т₂ ( температура холодильника )

ККД – задано у %

ККД – задано коефіцієнтом.

4. .Газ, діставши від нагрівника 10³Дж теплоти, виконав роботу 400 Дж. Якою буде температура нагрівника, якщо температура холодильника 0°С? а) 455 К; б) 397 К; в) 400 К; г) 335 К; д) вірної відповіді тут немає.

5 .У скільки разів температура нагрівника ідеальної теплової машини повинна бути більшою за температуру холодильника, щоб коефіцієнт корисної дії машини був рівний 75%. а) у 2 рази; б) у 1,5 рази; в) у 4 рази; г)у 3 рази; д) вірної відповіді тут немає.

Домашнє завдання.

1.Опрацювати по підручнику «Фізика» тему : Перший закон термодинаміки.Теплові двигуни та їх застосування

2.Вивчити основні означення даної теми. 3.Розв’язати задачі:

1..Внаслідок розширення газу при сталому тиску була виконана робота 1440 Дж. Об'єм газу при цьому зріс у п'ять разів. Під яким тиском знаходився газ, якщо початковий об'єм 3л? a) 120 кПа; б) 240 кПа; в) 80 кПа; г) 144 кПа; д) вірної відповіді тут немає.

2..Внаслідок нагрівання газу при сталому тиску 10⁵ Па його об'єм зріс з 1 л до 3 л , а внутрішня енергія збільшилась на 300 Дж. Скільки теплоти одержав газ при нагріванні? а)400Дж; б)800Дж; в) 500 Дж; г) 600 Дж; д) вірної відповіді тут немає.

4.Температура нагрівника ідеальної теплової машини у 2,5 рази вища за температуру холодильника. Який ККД такої машини? а) 25%; б) 40%; в) 50%; г) 60%; д) вірної відповіді тут немає.

Задачі на самостійну роботу.

1.Теплова машина має ККД 25% і виконує за цикл роботу 1000 Дж. Яку кількість теплоти машина віддає холодильнику за цикл? а) 3 кДж; б) 4 кДж; г) 5 кДж; д) вірної відповіді тут немає. 2.Температура нагрівника 150°С, а холодильника 20°С. Від нагрівника теплова машина взяла 10⁵ Дж теплоти. Яку роботу виконала машина, якщо вона ідеальна? а)30,7кДж; б) 50,7кДж; в) 60,70 кДж; г) 60,5 кДж; 3. В ідеальній тепловій машині за рахунок кожного кілоджоуля енергії, що її дає нагрівник, виконується робота 300 Дж. Чому дорівнює температура нагрівника, якщо температура холодильника 280 К? а) 580 К; б) 500 К; в) 400 К; г) 600 К; д) вірної відповіді тут немає. 4. При нагріванні одноатомного газу його об'єм збільшився у 2 рази, а внутрішня енергія у 3 рази. У скільки разів зріс при цьому тиск? а) у 2 рази; б) у 6 разів; в) у 1,5 рази; г) у 5 раз; д) вірної відповіді тут немає. 5. У двох циліндрах під рухомим поршнем перебувають водень і кисень. Чому дорівнює відношення робіт, що їх виконують однакові маси водню і кисню під час ізобарного нагрівання на одну й ту саму температуру? Молярна маса водню 2 г/моль, кисню - 32 г/моль. а) 16:1; б) 32:4; в) 64:2; г) 5:10; 6.При ізобарному нагріванні 160 г кисню його об'єм збільшується вдвічі. Чому дорівнює робота ізобарно нагрітого кисню, якщо його початкова температура рівна 27°С? Молярна маса кисню 32 г/моль, газова стала 8,31 Дж/(моль-К). а)10,5кДж; б) 11,5 кДж; в) 12,5 кДж; г) 14,5 кДж; д) вірної відповіді тут немає. 7.Об'єм в еластичному балоні в результаті тепловіддачі збільшився на 0,02м ³ при сталому тиску 10⁵Па.Яку кількість теплоти було передано повітрю, якщо його внутрішня енергія під час цього процесу збільшилась на 2000 Дж? а)4000Дж; б)2000Дж; в) 0; г)-2000Дж; д) вірної відповіді тут немає. 8.Газ перебуває під поршнем циліндра при температурі 0°С і під тиском 2·10⁵Па. Яку роботу виконає 1 л газу під час ізобарного розширення, коли температура газу підвищиться на 20°С? а) 14,65 Дж; б) 9,3 Дж; в) 7,325 Дж; г) 12,6 Дж; д)вірної відповіді тут немає. 9. Теплова машина за цикл виконує роботу 400 Дж, відаючи при цьому холодильнику 600 Дж. Який ККД машини? а) 25%; б) 30%; в) 35%; г) 40%; д) вірної відповіді тут немає. 10 .Газ дістав від нагрівника 300 Дж теплоти. Яку роботу виконав газ, якщо ККД циклу 0,4? Яку кількість теплоти газ віддав холодильнику? а) 120 Дж, 180 Дж; б) 60 Дж, 90 Дж; в) 12 Дж, 18 Дж; г) 90 Дж, 150 Дж; д) вірної відповіді тут немає.

Заняття № 22 ____________2013р. Тема:Перехід рідини в газоподібний стан. Водяна пара в атмосфері. Пароутворення. Випаровування та його властивості. Властивості парів. Насичена і ненасичена пара. Кипіння та його властивості. Питома теплота пароутворення. Перегріта пара. Критичний стан речовини. Сублімація.: . Вологість. Абсолютна вологість. Парціальний тиск. Відносна вологість. Точка роси. Прилади для вимірювання вологості.

Основні положення та означення.

1. Пароутворення —процесперетворенняречовин (рідин твердих тіл)у газоподібний стан— пару.

2. Розрізняють два види пароутво­рення: а) випаровування (з вільної поверхні рідини, сублімація), б) кипіння (по всьому об'єму рідини).

3. Вільною поверхнею рідининазивають поверхню яка безпосередньо контактує з атмосферою.

4. Випаровуваннямназивають пароутворенняяке відбувається з вільної поверхні рідини.

5. Сублімація – пароутворення яке відбувається з поверхні твердих тіл.

6. Для здійснення пароутворення речовині треба надати певну кількість теплоти.

Поиск по сайту: