Презентація на тему «основи термодинаміки» (варіант 1)

content: основи термодинамікиТермодинаміка — теорія теплових процесів, у яких не враховується молекулярна будова, а теплові явища описуються макроскопічними параметрами і реєструються приладами.

content: Внутрішня енергія тіла — сума кінетичної енергії теплового (хаотичного) руху молекул тіла та потенціальної енергії їх взаємодії. .Практика і наукові дослідження переконують, що зміна внутрішньої енергії може відбуватись в результаті виконання роботи або внаслідок теплопередачі

content: Внутрішня енергія ідеального газуОскільки потенціальна енергія взаємодії молекул (відповідно до моделі) дорівнює нулю, то внутрішня енергія ідеального газу дорівнює сумі кінетичних енергій молекулЗміна внутрішньої енергії

content: Зміна внутрішньої енергії при теплопередачіСпособи теплопередачі:Теплопровідність — обмін енергією між частинами тіла або тілами, що перебувають у безпосередньому контакті.Конвекція — перенесення енергії потоками рідин або газів.Випромінювання — перенесення енергії електромагнітними хвилями

content: Енергію, яку передано тілу (чи відібрано від нього) внаслідок теплопередачі, називають кількістю теплоти Q. ∆U = Q .Формули для розрахунку кількості теплоти при:нагріванні і охолодженні тіл: Q = cm(t2 –t1) Q = ст(Т2 –T1) .плавленні і твердненні речовин: Q = ±λ т.пароутворенні і конденсації: Q= ±Lт.згорянні речовини: Q = qm.

content: Зміна внутрішньої енергії при виконанні роботиМеханічна робота (подолання тертя, деформація дроблення тіл тощо): ∆ U = А , А = Fscosa .Механічна роботаРобота в термодинаміці

content: 2. Робота в термодинаміці:1) при ізобарному розширенні газу Аг= Fгscosa,Fг=pS, S = ∆L = L2-L1.Отже,Аг= pS∆L = р∆V = Р(V1-V2)2)tпри ізохорному процесі: А=0.3)tдовільний процес розширення газуможна зобразити як сукупність послідовних ізобарних та ізохорних процесів.А г= Sкрив.трап.Робота чисельно рівна площі під графіком.

content: Перший закон термодинаміки За законом збереження енергії ∆ U = Q + А або Q = ∆U+A' , бо А'= -А.Зміна внутрішньої енергії ∆ U системи дорівнює сумі роботи А, виконаної над системою зовнішніми силами, і наданої їй кількості теплоти Q. ∆ U = Q + АКількість теплоти Q, що надана системі, йде на збільшення її внутрішньої енергії ∆ U і виконання системою роботи А' проти зовнішніх сил. Q = ∆U+A'

content: Застосування І закону термодинаміки до різних процесів№п/пПроцес зміни стану газуОдержана кількість теплотиЗдійснювана газом роботаЗміна внутрішньої енергіїФорма запису І законуФормулюванняІ закону термодинаміки1ІзохорнийV = constQ>0A' = 0∆U>0Q = ∆UПередана газу кількість теплоти перетворюється у його внутрішню енергію.2Ізотермічне розширенняТ= constQ>оА'>0Q=А'Передана газу кількість теплоти витрачається на виконання роботи.∆U=03Ізобарне розширенняр = constQ>0A'>0∆U>0Q=∆U+А'Передана газу кількість теплоти йде на зміну внутрішньої енергії і виконання роботи.4Адіабатне розширенняQ = constQ=0А'>0∆U<0A' = -∆UПід час розширення газу виконується робота за рахунокйого внутрішньої енергії

content: Адіабатний процес — це процес без теплообміну із зовнішнім середовищем (система або теплоізольована, або процес дуже швидкий).Приклади: стиск повітря в дизельному двигуні, розширення пари шампанського вина при вильоті корка, розширення нагрітого повітря при підніманні у верхні шари атмосфери.

content: Другий закон термодинаміки.Необоротність теплових процесівПовний перехід кількості теплоти, яку дістає система, в механічну роботу неможливий. Численні досліди показують, що частина енергії розсіюється, тобто частина кількості теплоти передається від більш нагрітого тіла (нагрівника) до менш нагрітого.Отже, неможливий процес, єдиним результатом якого було б перетворення всієї теплоти, одержаної від нагрівника, в еквівалентну їй роботу. (Формулювання IIзакону термодинаміки за М. Планком).Неможливо побудувати такий двигун, робоче тіло якого, здійснюючи періодичний процес, виконувало б роботу за рахунок охолодження певного джерела теплоти (наприклад, води в океані, земної кори тощо).Теплові процеси необоротні. Теплота не може переходити сама по собі від тіла менш нагрітого до тіла більш нагрітого. (Формулювання II закону термодинаміки за К. Клаузіусом).

content: тепловий двигун.Тепловий двигун, його складові частини, принцип діїтепловий двигун — це машина, що перетворює внутрішню (теплову)енергію палива у механічну.Енергія, що виділяється у нагрівнику(за рахунок хімічної реакції, ядерного розпаду тощо), передається робочому тілу, (газу), яке, розширюючись, виконує механічну роботу. Для того, щоб двигун працював циклічно, газ стискається, віддаючи теплоту холодильнику (навколишньому середовищу).Процеси, в результаті яких газ повертається у вихідний стан, називаються круговими або циклічними.

content: Висновки:ККД визначається лише Т1і Т2 і не залежить від роду робочої речовини.Способи підвищення ККД: а) збільшити Т1 зменшити Т2б)tзбільшити тиск робочого тіла.в)tдобитись повнішого згоряння палива;г)tзменшити тертя.3. ККД < 1. Якщо Т1 = Т2 — двигун не працює.

content: Двигун внутрішнього згоряння — теплова машина, в якій робоче тіло нагрівається внаслідок виділення теплоти під час хімічної реакції всередині замкненого об'єму (всередині двигуна), а робочим тілом с суміш повітря з продуктами згоряння.1 2 — впуск2 3 — стискЗ 4 5— робочий хід6 7 — випуск