"गैसों में आइसोप्रोसेसेस के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का अनुप्रयोग"। उपदेशात्मक लक्ष्य: ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम को तैयार करना और पुनरावृत्ति के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं के प्रश्नों के लिए इसके आवेदन पर विचार करना

शैक्षिक लक्ष्य: थर्मल प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के कानून के छात्रों को आत्मसात करने के लिए - ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम; कानून का व्यावहारिक महत्व दिखाएं

बुनियादी ज्ञान और कौशल: कानून के निर्माण को जानें, एडियाबेटिक प्रक्रिया की परिभाषा और ऊष्मप्रवैगिकी के नियमों के आधार पर प्राकृतिक घटनाओं की व्याख्या करने में सक्षम हों

आयोजन का क्षण (पाठ योजना की रिपोर्ट करें) स्लाइड 1
अध्ययन की गई सामग्री की पुनरावृत्ति: ग्राफ पर विभिन्न प्रक्रियाओं को नाम दें, प्रत्येक खंड के लिए सूत्र चुनें, सवालों के जवाब दें स्लाइड 2 - 4

1. तापमान दो वर्गों में क्यों नहीं बदलता?

2. प्रत्येक स्थल पर अणुओं का क्या होता है?

3. किन मामलों में Q>0 और Q<0?

4. इन क्षेत्रों में पदार्थ किस अवस्था में है?

5. आइसोप्रोसेसेस को परिभाषित कीजिए।

6. आंतरिक ऊर्जा किसे कहते हैं और यह किस पर निर्भर करती है?

7. गैस किस स्थिति में काम करती है? काम का चिन्ह किस पर निर्भर करता है?

8. ऊष्मा की मात्रा किसे कहते हैं ?

9. ऊष्मा की मात्रा की गणना करते समय हम किन सूत्रों का उपयोग करते हैं?

3. समस्या का समाधान। जबकि मौखिक सर्वेक्षण किया जा रहा है, बाकी छात्र समस्याओं का समाधान करते हैं

स्लाइड 5 विकल्पों के अनुसार गर्मी की मात्रा की गणना

समस्या समाधान की जाँच
दोहराव: आंतरिक ऊर्जा को बदलने के तरीके
पुनरावृत्ति: ऊर्जा के संरक्षण का नियम और प्रकृति में इसकी अभिव्यक्ति के उदाहरण
ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम: परिभाषा और सूत्र (नीचे लिखें)
एक आइसोकोरिक प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम (नीचे लिखें)
समतापीय प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम (नीचे लिखें)
एक आइसोबैरिक प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम (नीचे लिखें)
एडियाबेटिक प्रक्रिया (नीचे लिखें)। उदाहरणों पर विचार करें
ऊष्मा संतुलन समीकरण (नीचे लिखें)
गर्मी संतुलन समीकरण के लिए समस्या का नमूना समाधान (नीचे लिखें)
पाठ सारांश:

1. प्रथम नियम का शब्दांकन

2. विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए समीकरण कैसे बदलता है?

3. किस प्रक्रिया को रुद्धोष्म कहा जाता है?

4. रुद्धोष्म प्रक्रियाओं के उदाहरण?

5. पृथ्वी की सतह से दूर जाने पर वातावरण ठंडा क्यों हो जाता है?

15. होमवर्क:

जानिए कानून की शर्तें

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम

अंजीर पर। 3.9.1 सशर्त रूप से चयनित थर्मोडायनामिक प्रणाली और आसपास के निकायों के बीच ऊर्जा प्रवाह को दर्शाता है। Q> 0 का मान यदि ऊष्मा प्रवाह को थर्मोडायनामिक प्रणाली की ओर निर्देशित किया जाता है। मान A> 0 यदि सिस्टम आसपास के निकायों पर सकारात्मक कार्य करता है।

चित्र 3.9.1।

गर्मी हस्तांतरण और किए गए कार्य के परिणामस्वरूप थर्मोडायनामिक प्रणाली और आसपास के निकायों के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान।

यदि सिस्टम आसपास के निकायों के साथ गर्मी का आदान-प्रदान करता है और काम करता है (सकारात्मक या नकारात्मक), तो सिस्टम की स्थिति बदल जाती है, अर्थात, इसके मैक्रोस्कोपिक पैरामीटर (तापमान, दबाव, आयतन) बदल जाते हैं। चूंकि आंतरिक ऊर्जा यू सिस्टम की स्थिति को चिह्नित करने वाले मैक्रोस्कोपिक मापदंडों द्वारा विशिष्ट रूप से निर्धारित की जाती है, इसलिए यह इस प्रकार है कि गर्मी हस्तांतरण और कार्य की प्रक्रियाएं सिस्टम ΔU की आंतरिक ऊर्जा में बदलाव के साथ होती हैं।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम एक ऊष्मप्रवैगिकी प्रणाली के लिए ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम का सामान्यीकरण है। इसे निम्नानुसार तैयार किया गया है:

एक गैर-पृथक थर्मोडायनामिक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा का परिवर्तन ΔU सिस्टम में हस्तांतरित गर्मी Q की मात्रा और बाहरी निकायों पर सिस्टम द्वारा किए गए कार्य A के अंतर के बराबर है।

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम को व्यक्त करने वाले संबंध को अक्सर एक अलग रूप में लिखा जाता है:

सिस्टम द्वारा प्राप्त ऊष्मा की मात्रा का उपयोग इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने और बाहरी निकायों पर कार्य करने के लिए किया जाता है।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम प्रायोगिक तथ्यों का एक सामान्यीकरण है। इस नियम के अनुसार, ऊर्जा को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है; यह एक सिस्टम से दूसरे सिस्टम में ट्रांसफर होता है और एक फॉर्म से दूसरे फॉर्म में ट्रांसफॉर्म होता है। ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का एक महत्वपूर्ण परिणाम यह दावा है कि बाहर से ऊर्जा का उपभोग किए बिना और मशीन के अंदर बिना किसी बदलाव के उपयोगी कार्य करने में सक्षम मशीन बनाना असंभव है। इस तरह की एक काल्पनिक मशीन को पहली तरह की एक सदा गति मशीन (पेरपेटुम मोबाइल) कहा जाता था। ऐसी मशीन बनाने के कई प्रयास हमेशा विफल रहे। कोई भी मशीन बाहरी पिंडों पर सकारात्मक कार्य A केवल आसपास के पिंडों से कुछ मात्रा में Q प्राप्त करके या अपनी आंतरिक ऊर्जा के ΔU को कम करके कर सकती है।

आइए हम गैसों में आइसोप्रोसेस के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम को लागू करें।

एक आइसोकोरिक प्रक्रिया (V = const) में, गैस कोई काम नहीं करती है, A = 0. इसलिए,

क्यू = ∆यू = यू(टी2) - यू(टी1)।

यहाँ U(T1) और U(T2) प्रारंभिक और अंतिम अवस्था में गैस की आंतरिक ऊर्जा हैं। एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान (जूल के नियम) पर निर्भर करती है। आइसोकोरिक हीटिंग के दौरान, गैस (Q> 0) द्वारा गर्मी अवशोषित होती है, और इसकी आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है। ठंडा करने के दौरान, गर्मी बाहरी निकायों में स्थानांतरित हो जाती है (Q< 0).
एक आइसोबैरिक प्रक्रिया में (p = const), गैस द्वारा किए गए कार्य को संबंध द्वारा व्यक्त किया जाता है

ए = पी (वी 2 - वी 1) = पीवी।

एक आइसोबैरिक प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम देता है:

क्यू = यू(टी2) - यू(टी1) + पी(वी2 - वी1) = Δयू + पीΔवी।

आइसोबैरिक विस्तार Q> 0 के साथ, गर्मी गैस द्वारा अवशोषित होती है, और गैस सकारात्मक कार्य करती है। आइसोबैरिक संपीड़न के तहत Q< 0 - тепло отдается внешним телам. В этом случае A < 0. Температура газа при изобарном сжатии уменьшается, T2 < T1; внутренняя энергия убывает, ΔU < 0.
एक इज़ोटेर्माल प्रक्रिया में, गैस का तापमान नहीं बदलता है, इसलिए, गैस की आंतरिक ऊर्जा भी नहीं बदलती है, ΔU = 0.

एक समतापीय प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम संबंध द्वारा व्यक्त किया गया है

इज़ोटेर्मल विस्तार की प्रक्रिया में गैस द्वारा प्राप्त ऊष्मा क्यू की मात्रा बाहरी निकायों पर काम में परिवर्तित हो जाती है। इज़ोटेर्मल संपीड़न के तहत, गैस पर उत्पन्न बाहरी बलों का काम गर्मी में परिवर्तित हो जाता है, जो आसपास के निकायों में स्थानांतरित हो जाता है।

आइसोकोरिक, आइसोबैरिक और इज़ोटेर्मल प्रक्रियाओं के साथ, थर्मोडायनामिक्स अक्सर उन प्रक्रियाओं पर विचार करता है जो आसपास के निकायों के साथ गर्मी विनिमय की अनुपस्थिति में होती हैं। ऊष्मा-अभेद्य दीवारों वाले जहाजों को रुद्धोष्म खोल कहा जाता है, और ऐसे जहाजों में गैस के विस्तार या संपीड़न की प्रक्रिया को रुद्धोष्म कहा जाता है।

नमूना। एडियाबेटिक प्रक्रिया।

रुद्धोष्म प्रक्रिया में क्यू = 0; इसलिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम रूप लेता है

यानी गैस अपनी आंतरिक ऊर्जा के नुकसान के कारण काम करती है।

समतल (p, V) पर, गैस के रुद्धोष्म विस्तार (या संपीड़न) की प्रक्रिया को रुद्धोष्म नामक वक्र द्वारा दर्शाया जाता है। रूद्धोष्म प्रसार के दौरान, गैस धनात्मक कार्य करती है (A > 0); इसलिए इसकी आंतरिक ऊर्जा घट जाती है (ΔU< 0). Это приводит к понижению температуры газа. Вследствие этого давление газа при адиабатическом расширении убывает быстрее, чем при изотермическом расширении (рис. 3.9.2).

चित्र 3.9.2।

एक आदर्श गैस के इज़ोटेर्म (लाल वक्र) और एडियाबैट्स (नीला वक्र) के परिवार।

ऊष्मप्रवैगिकी में, एक आदर्श गैस के लिए रुद्धोष्म प्रक्रिया के लिए एक समीकरण प्राप्त किया जाता है। निर्देशांक (पी, वी) में, इस समीकरण का रूप है

इस संबंध को प्वासों समीकरण कहते हैं। यहाँ γ = Cp / CV एडियाबेटिक इंडेक्स है, Cp और CV निरंतर दबाव और निरंतर आयतन प्रक्रियाओं में गैस की ऊष्मा क्षमता हैं (देखें §3.10)। एक बहुपरमाणुक गैस के लिए द्विपरमाणुक गैस के लिए एकपरमाणुक गैस के लिए

रुद्धोष्म प्रक्रिया में गैस का कार्य केवल प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं के तापमान T1 और T2 के संदर्भ में व्यक्त किया जाता है:

ए = सीवी (टी 2 - टी 1)।

एक रुद्धोष्म प्रक्रिया को एक आइसोप्रोसेस के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है। ऊष्मप्रवैगिकी में, एन्ट्रॉपी नामक भौतिक मात्रा द्वारा एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है (देखें §3.12)। किसी अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया में एन्ट्रॉपी में परिवर्तन सिस्टम द्वारा प्राप्त कम गर्मी ΔQ/T के बराबर होता है। चूंकि रुद्धोष्म प्रक्रिया के किसी भी भाग में ΔQ = 0, इस प्रक्रिया में एन्ट्रॉपी अपरिवर्तित रहता है।

एक रुद्धोष्म प्रक्रिया (साथ ही अन्य आइसोप्रोसेसेस) एक अर्ध-स्थैतिक प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में गैस के सभी मध्यवर्ती राज्य थर्मोडायनामिक संतुलन के राज्यों के करीब हैं (देखें §3.3)। रुद्धोष्म पर कोई भी बिंदु एक संतुलन स्थिति का वर्णन करता है।

एडियाबेटिक खोल में की गई हर प्रक्रिया, यानी आसपास के निकायों के साथ ताप विनिमय के बिना, इस स्थिति को संतुष्ट नहीं करती है। एक गैर-स्थैतिक प्रक्रिया का एक उदाहरण जिसमें मध्यवर्ती राज्य गैर-संतुलन हैं, एक गैस का एक निर्वात में विस्तार है। अंजीर पर। 3.9.3 एक कठोर एडियाबेटिक खोल दिखाता है जिसमें वाल्व के द्वारा अलग किए गए दो संचार वाहिकाओं होते हैं। प्रारंभिक अवस्था में, गैस एक बर्तन को भरती है, और दूसरे बर्तन में वैक्यूम करती है। वाल्व खोलने के बाद, गैस फैलती है, दोनों जहाजों को भरती है, और एक नई संतुलन स्थिति स्थापित होती है। इस प्रक्रिया में क्यू = 0, क्योंकि आसपास के पिंडों के साथ कोई ऊष्मा विनिमय नहीं होता है, और A = 0, क्योंकि खोल विकृत नहीं है। यह ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम से आता है: ΔU = 0, यानी गैस की आंतरिक ऊर्जा अपरिवर्तित रही। चूँकि एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल तापमान पर निर्भर करती है, प्रारंभिक और अंतिम अवस्थाओं में गैस का तापमान समान होता है - समतल पर बिंदु (p, V, इन अवस्थाओं को दर्शाते हुए, एक ही इज़ोटेर्म पर स्थित होते हैं। सभी मध्यवर्ती गैस की अवस्थाएँ असंतुलित हैं और आरेख पर नहीं दिखाई जा सकती हैं।

समीक्षा प्रश्न:

आंतरिक ऊर्जा क्या है?
आंतरिक ऊर्जा को बदलने के तरीकों का नाम बताइए।
गैस के काम का निर्धारण कैसे करें?
गर्मी की मात्रा कैसे निर्धारित करें?
विशिष्ट मात्राओं के भौतिक अर्थ की व्याख्या करें।

एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन बाहरी बलों के काम के योग और सिस्टम में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा के बराबर होता है।

सिस्टम में स्थानांतरित गर्मी की मात्रा का उपयोग सिस्टम द्वारा कार्य करने और इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने के लिए किया जाता है

इज़ोटेर्मल प्रक्रिया

(टी = स्थिरांक) :  यू =0

क्योंकि ΔT=0, Δ U=0 और फिर Q= A.

अगर क्यू

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का आइसोप्रोसेसेस पर अनुप्रयोग

समदाब रेखीय प्रक्रिया:

(पी = स्थिरांक, ∆p=0 )

ए = पी  वी = वीआर  टी

0 "चौड़ाई ="640"

0, तो ΔU 0 गैस हीटिंग है, अगर क्यू "चौड़ाई = "640"

आइसोकोरिक प्रक्रिया।

1. आइसोकोरिक प्रक्रिया क्या है?

2. क्योंकि ΔV=0, → A=0 →ΔU=Q

यदि क्यू 0, तो ΔU 0 गैस हीटिंग है, अगर क्यू

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का आइसोप्रोसेसेस पर अनुप्रयोग

आइसोकोरिक प्रक्रिया:

( वी = कास्ट): ए = 0

0, तो Δ U0 गैस हीटिंग है, अगर क्यू" चौड़ाई = "640"

क्योंकि ΔV=0, फिर A=0 और ΔU=Q

यदि Q0, तो Δ U0 गैस हीटिंग है, यदि Q

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का आइसोप्रोसेसेस पर अनुप्रयोग

एडियाबेटिक प्रक्रिया: एक प्रक्रिया जो पर्यावरण के साथ गर्मी का आदान-प्रदान नहीं करती है।

क्यू = 0

काम पूरा होने पर ही तापमान में बदलाव होता है

एडियाबेटिक प्रक्रिया

थर्मली इंसुलेटेड माध्यम में होने वाली सभी तेज प्रक्रियाओं और प्रक्रियाओं को एडियाबेटिक माना जा सकता है।

रुद्धोष्म किसी भी समताप रेखा की तुलना में अधिक तीव्र है जो इसे काटती है

एक चक्रीय प्रक्रिया के ऊष्मप्रवैगिकी।

एक मनमाना चक्रीय प्रक्रिया के लिए 1–2–3–4–1 एक चक्र में गैस द्वारा किया गया कार्य संख्यात्मक रूप से निर्देशांक में चक्र आरेख द्वारा बंधे हुए आकृति के क्षेत्रफल के बराबर होता है पी – वी

प्रकृति में प्रक्रियाओं की अपरिवर्तनीयता .

अपरिवर्तनीय - प्रक्रियाएं जो अनायास केवल एक दिशा में आगे बढ़ सकती हैं। विपरीत दिशा में, वे अधिक जटिल प्रक्रिया में केवल एक लिंक के रूप में आगे बढ़ सकते हैं।

समय के साथ पेंडुलम दोलनों का क्या होगा?

प्रकृति में सभी प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय!

ऊष्मप्रवैगिकी का द्वितीय नियम।

क्लॉसियस का सूत्रीकरण(1850): एक ऐसी प्रक्रिया असंभव है जिसमें ऊष्मा अनायास कम गर्म पिंडों से अधिक गर्म पिंडों में स्थानांतरित हो जाए।
थॉमसन का सूत्रीकरण(1851): एक वर्तुल प्रक्रिया असंभव है, जिसका एकमात्र परिणाम आंतरिक ऊर्जा में कमी की कीमत पर काम का उत्पादन होगा।
क्लॉसियस का सूत्रीकरण(1865): एक बंद गैर-संतुलन प्रणाली में सभी सहज प्रक्रियाएं ऐसी दिशा में होती हैं जिसमें सिस्टम की एन्ट्रॉपी बढ़ जाती है; थर्मल संतुलन की स्थिति में, यह अधिकतम और स्थिर है।
बोल्ट्जमैन का सूत्रीकरण(1877): कई कणों की एक बंद प्रणाली अनायास एक अधिक व्यवस्थित अवस्था से कम क्रम वाली अवस्था में चली जाती है। संतुलन की स्थिति से प्रणाली का सहज निकास असंभव है। बोल्ट्जमान ने कई निकायों से मिलकर एक प्रणाली में विकार का एक मात्रात्मक माप पेश किया - एन्ट्रापी .

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पाठ मकसद:

2 गैस नियमों के सिद्धांत की समीक्षा करें ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम की समीक्षा करें आइसोप्रोसेसेस पर ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम के अनुप्रयोग पर विचार करें

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3 ललाट पूछताछ तापमान दबाव आयतन कौन से मैक्रो पैरामीटर अपरिवर्तित हो सकते हैं? प्रक्रियाएं: इज़ोटेर्मल, आइसोबैरिक, आइसोकोरिक क्या आइसोप्रोसेसेस आप जानते हैं?

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आइसोप्रोसेस के नाम और संबंधित कानून के बीच पत्राचार का निर्धारण करें

4 गे-लुसाक का नियम चार्ल्स का नियम बॉयल-मारियोटे का नियम

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5 आइसोप्रोसेस के नाम और संबंधित ग्राफ टी वी पी टी आर वी के बीच पत्राचार निर्धारित करें

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6 टी \u003d कास्ट, T \u003d 0 बॉयल-मैरियट कानून U \u003d 0 पी \u003d कास्ट गे-लुसाक कानून ए \u003d 0 चार्ल्स कानून वी \u003d कास्ट V \u003d 0

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एडियाबेटिक प्रक्रिया

7 पर्यावरण के साथ ऊष्मा विनिमय के बिना की गई प्रक्रिया Q = 0. कार्य करने से गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन होता है।

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8 http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/6cd0134b-bfec-4dcd-88bb-88c63280df06/%5BPH10_06-014%5D_%5BIM_35%5D.swf

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10 ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम बताएं। प्रकृति में ऊर्जा कुछ भी नहीं से उत्पन्न होती है और गायब नहीं होती है: ऊर्जा की मात्रा अपरिवर्तित होती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में बदलती है। ऊष्मीय परिघटनाओं तक विस्तारित ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन के नियम को ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम कहा जाता है।

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11 यह क्या दर्शाता है? आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन किस मात्रा पर निर्भर करता है

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12 ऊष्मप्रवैगिकी के प्रथम नियम के लिए गणितीय संकेतन क्या है? यदि हम बाहरी निकायों (गैस कार्य) पर काम पर विचार करते हैं तो Q = U + A1 सिस्टम को हस्तांतरित गर्मी की मात्रा इसकी आंतरिक ऊर्जा को बदलने और बाहरी निकायों पर काम करने के लिए जाती है U = A + Q

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14 शारीरिक शिक्षा मिनट हमने लिखा, हमने तय किया और हम थोड़ा थक गए, हम मुड़े, मुड़े, झुके और बैठ गए, और फिर से हम लिखने और तय करने और गणना करने के लिए तैयार हैं

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15 ठंडा होने पर शरीर की आंतरिक ऊर्जा कैसे बदलती है? घटता है बढ़ता नहीं बदलता है

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पात्र में गैस को 30 J का कार्य करके संपीडित किया गया। गैस की आंतरिक ऊर्जा में 25 J की वृद्धि हुई। गैस का क्या हुआ?

16 गैस ने Q=5 J गैस प्राप्त की Q=5 J गैस प्राप्त की Q=55 J गैस ने 55 J दिया

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17 एक आदर्श गैस को अवस्था 1 से अवस्था 3 में स्थानांतरित किया जाता है, क्योंकि चार्ट पर दिखाया गया है। गैस द्वारा किया गया कार्य क्या है? 2P0 V0 P0 V0 0 4P0 V0

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परीक्षा

18 C:\Documents and Settings\User\Desktop\49562.oms परीक्षण

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टास्क: ए - 3 अंक; बी - 4 अंक; बी - 5 अंक

19 पिस्टन के नीचे एक लंबवत स्थित सिलेंडर में T=323 K पर गैस है, जो V1= 190 cm 3 आयतन घेरती है। पिस्टन द्रव्यमान M=120 किग्रा, इसका क्षेत्रफल S=50 सेमी 2 । वायुमंडलीय दबाव p0 = 100 kPa। गैस T=100 K. A से गर्म होती है। पिस्टन के नीचे गैस का दबाव निर्धारित करें। B. गर्म करने के बाद गैस द्वारा घेरा गया आयतन कितना बदल जाएगा? B. प्रसार के दौरान गैस द्वारा किया गया कार्य ज्ञात कीजिए।

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समस्या का समाधान

20 दिया गया: T1 = 323 K V1 = 190 cm3 M = 120 kg S = 50 cm2 P0 = 100 kPa T = 100 K A. P1 - ? बीवी- ? बी ए =? हल: A. पिस्टन पर लगाया गया दबाव वायुमंडलीय दबाव और स्वयं पिस्टन के दबाव के योग के बराबर होता है। Р1 = Р0+ Р1 = 105+= = 340 केपीए

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21 हल: 2. आइसोबैरिक P = const के लिए स्थिति का समीकरण लिखें परिणामी समीकरण को हल करें V1 (T1+T)= T1 (V1 +V) V1 T1+ V1T= T1V1+T1 V V1T = T1 वी V \u003d V \u003d 0.59 सेमी 3

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22 हल: 3. विस्तार के दौरान गैस का कार्य सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है: A=p1V हम पिछले चरणों में p1 और V के लिए व्यंजक पहले ही प्राप्त कर चुके हैं। तो A \u003d (P0 +) हम संख्यात्मक मानों को प्रतिस्थापित करते हैं और आवश्यक मान A \u003d 20 J उत्तर पाते हैं: A.P0 \u003d 340 kPa B.V \u003d 0.59 सेमी 3 V.A \u003d 20 J

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आइए समस्या के समाधान को संक्षेप में प्रस्तुत करते हैं

23 5 अंक - "5" चिह्नित करें 4 अंक - "4" चिह्नित करें 3 अंक - "3" चिह्नित करें

पाठ का उद्देश्य: ऊर्जा के संरक्षण के कानून को थर्मल घटनाओं तक विस्तारित करना, कानून की खोज के इतिहास पर डेटा प्रदान करना, थर्मल प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के संरक्षण के कानून का उपयोग करके समस्याओं को हल करने की क्षमता विकसित करना .

कक्षाओं के दौरान

स्वतंत्र कार्य करके गृहकार्य की जाँच करना

विकल्प 1

1. शरीर की आंतरिक ऊर्जा किसे कहते हैं?

2. गैस के कार्य की गणना करने का सूत्र।

3. एकपरमाणुक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा किस मात्रा पर निर्भर करती है?

4. 4. सूत्र 3Р V/2 द्वारा किस भौतिक मात्रा की गणना की जाती है?

5. 105 Pa के निरंतर दबाव पर, अपार्टमेंट में हवा की मात्रा में 20dm³ की वृद्धि हुई। उसी समय गैस ने कार्य किया, ज्ञात कीजिए यह किसके बराबर है? (2 केजे)

विकल्प 2

1. ऊष्मा की मात्रा किसे कहते हैं?

2. आंतरिक ऊर्जा की गणना के लिए सूत्र लिखिए।

3. गैस का कार्य कब धनात्मक माना जाता है और कब ऋणात्मक?

4. सूत्र 3 γ RT/2 द्वारा किस भौतिक राशि की गणना की जाती है?

5. क्या काम

गैस को 0.3 m³ से 0.1 m³ तक संपीड़ित करते समय बाहरी बल करें, यदि दबाव अपरिवर्तित रहता है और 100 kPa के बराबर होता है? (20 केजे)

चर्चागत प्रश्न

1. एक निश्चित तापमान पर पिंडों को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना कैसे करें?

2. विशिष्ट ताप क्षमता क्या है?

3. क्वथनांक पर लिए गए द्रव्यमान m के द्रव को वाष्प में बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना कैसे करें?

4. वाष्पीकरण की विशिष्ट ऊष्मा क्या होती है? वाष्पीकरण?

5. गलनांक पर लिए गए द्रव्यमान m के एक क्रिस्टलीय पिंड को पिघलाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा की गणना करने के लिए किस सूत्र का उपयोग किया जाता है?

6. संलयन की विशिष्ट ऊष्मा कितनी होती है?

7. आप सूत्रों में ऋण चिह्न (-) का उपयोग कब करते हैं?

नई सामग्री सीखना

1. ऐतिहासिक संदर्भ

उन्नीसवीं शताब्दी के मध्य में, कई वैज्ञानिकों (एक दूसरे से स्वतंत्र) द्वारा किए गए कार्यों के आधार पर, थर्मल प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के संरक्षण का नियम तैयार किया गया था। यह नियम बाद में "ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम" के रूप में जाना जाने लगा। जर्मन वैज्ञानिक आर। मेयर ने कानून के सैद्धांतिक परिसर को सामने रखा। अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी डी। जूल ने इसकी प्रायोगिक पुष्टि और मापन किया। जर्मन वैज्ञानिक जी। हेल्महोल्ट्ज़ ने कानून का गणितीय सूत्र प्राप्त किया, सामान्यीकृत किया और सभी प्राकृतिक घटनाओं के लिए प्राप्त परिणामों को बढ़ाया।

2. ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का निरूपणमामलों के लिए जहां:

ए)गैस पर किया गया कार्य: Δ यू =क्यू+ए;

बी)कार्य गैस द्वारा किया जाता है: Δ यू = क्यू - ए;

3. सतत गति मशीन बनाने की असंभवता का स्पष्टीकरण।

यदि क्यू = 0; तब ΔU = - A या - ΔU = A. यानी आंतरिक ऊर्जा की पूरी आपूर्ति समाप्त हो जाने पर इंजन काम करना बंद कर देगा। ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम एक सतत गति मशीन बनाने की सैद्धांतिक असंभवता की व्याख्या करता है। लेकिन इस कानून की खोज से पहले ही सदियों पुरानी प्रथा ने वैज्ञानिकों को इस नतीजे पर पहुंचा दिया था कि बिना बाहरी ऊर्जा के खर्च के काम नहीं हो सकता।

तो लियोनार्डो दा विंची ने लिखा: "ओह, एक स्थायी इंजन के खोजकर्ताओं, आपने इस तरह की खोज में कितनी खाली परियोजनाएँ बनाई हैं।"

1775 में, फ्रेंच एकेडमी ऑफ साइंसेज ने घोषणा की: "एक स्थायी गति मशीन का निर्माण बिल्कुल असंभव है," और सतत गति मशीनों के लिए किसी भी परियोजना पर विचार करना बंद कर दिया।

अध्ययन सामग्री का समेकन

काम। 2 मोल की मात्रा में ली गई गैस द्वारा V = const पर 50 K द्वारा गर्म किए जाने पर क्या कार्य होता है? क्या उसकी आंतरिक ऊर्जा बदल गई है?

समाधान। ए = पी ΔV = एम के ΔT/एम = γ RΔT; ए \u003d 2 8.31 50 \u003d 831 (जे)

ΔU = 3 m RΔT/2 M = 3γ RΔT/2 ΔU = 1246 (J)

क्यू = ΔU + ए' क्यू = 2077 (जे)

आइए पाठ को संक्षेप में प्रस्तुत करें।

होमवर्क: §80, उदा. 15 #3, 11.

पाठ का उद्देश्य: प्रक्रियाओं का एक थर्मोडायनामिक विवरण करने की क्षमता के गठन को जारी रखना: कार्य की गणना, गर्मी की मात्रा, आंतरिक ऊर्जा और सिस्टम के अन्य पैरामीटर, स्वतंत्र रूप से सोचने के लिए कौशल विकसित करना, समस्याओं को हल करना। ..
पाठ का उद्देश्य: इस विषय के अध्ययन में छात्रों द्वारा अर्जित ज्ञान और कौशल को नियंत्रित करना। पाठ का पाठ्यक्रम संगठनात्मक क्षण। नियंत्रण कार्य करना। विकल्प - 1 (स्तर -...
पाठ का उद्देश्य: शरीर की स्थिति के एक कार्य के रूप में शरीर की आंतरिक ऊर्जा का एक विचार बनाने के लिए, मैक्रोस्कोपिक मापदंडों पर एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा की निर्भरता स्थापित करने के लिए, जारी रखने के लिए आवेदन करने की क्षमता का गठन ...
पाठ का उद्देश्य: निरंतर दबाव पर एक विस्तारित गैस के काम को निर्धारित करने के लिए एक सूत्र प्राप्त करना, छात्रों को एक आइसोबैरिक प्रक्रिया के लिए काम की ज्यामितीय व्याख्या से परिचित कराना और जब ...
पाठ का उद्देश्य: ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का अध्ययन जारी रखना, एक नए, ऊर्जा के दृष्टिकोण से आइसोप्रोसेस पर विचार करना, एडियाबेटिक प्रक्रिया की समझ देना, छात्रों को समस्याओं को हल करने के लिए एल्गोरिथम से परिचित कराना ...
पाठ का उद्देश्य: तीसरे के निरंतर मूल्य के साथ दो थर्मोडायनामिक मापदंडों के बीच संबंध स्थापित करना, आणविक दृष्टिकोण से कानूनों की व्याख्या करने की क्षमता बनाना, आइसोप्रोसेस के ग्राफ बनाना सीखना। कदम...
पाठ का उद्देश्य: ऊष्मा इंजनों की परिचालन स्थितियों का पता लगाना, दूसरी तरह की एक सतत गति मशीन बनाने की असंभवता को सही ठहराने के लिए, एक आदर्श कार्नाट ताप इंजन की अवधारणा बनाने के लिए, दक्षता की गणना करने की क्षमता बनाने के लिए। ..
लोग जानवरों से सीखते हैं भारत, जहां किपलिंग का जन्म हुआ था, एक अंग्रेजी उपनिवेश था। और नन्हा रुडयार्ड खुद को एक महिला की तरह महसूस करता था, दो दुनियाओं की शासक - गोरे उस्तादों की दुनिया...
पाठ का उद्देश्य: छात्रों को ऊष्मप्रवैगिकी के दूसरे नियम से परिचित कराना, जो मैक्रोस्कोपिक सिस्टम में प्रक्रियाओं की वास्तव में संभव दिशा स्थापित करता है, प्रकृति में प्रक्रियाओं की अपरिवर्तनीयता के तथ्य को समझाने के लिए ...

पाठ मकसद:

आइसोप्रोसेस के बारे में ज्ञान को गहरा करें, इस विषय पर समस्या समाधान कौशल विकसित करें, संचार कौशल, कौशल विकसित करें, आत्म-सम्मान सिखाएं।

कक्षाओं के दौरान

समूहों में काम की तैयारी।

कक्षा के साथ काम करें (मौखिक रूप से)।

आंतरिक ऊर्जा किसे कहते हैं?

किसी गैस की आंतरिक ऊर्जा को कैसे बदला जा सकता है?

शरीर को गर्म करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा का निर्धारण कैसे करें?

तीन पिंडों के लिए ऊष्मा संतुलन समीकरण लिखिए।

ऊष्मा की मात्रा कब ऋणात्मक होती है?

विस्तार के दौरान गैस के कार्य का निर्धारण कैसे करें?

गैस के कार्य और बाहरी बलों के कार्य में क्या अंतर है?

बाहरी बलों के कार्य के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम तैयार करें।

गैस के कार्य के लिए ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम तैयार करें।

आइसोकोरिक प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का अनुप्रयोग।

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का एक आइसोबैरिक प्रक्रिया के लिए अनुप्रयोग।

ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का एक इज़ोटेर्माल प्रक्रिया के लिए अनुप्रयोग।

किस प्रक्रिया को एडियाबेटिक कहा जाता है?

रूद्धोष्म प्रक्रिया के लिए ऊष्मप्रवैगिकी के पहले नियम का अनुप्रयोग।

सामूहिक कार्य।

प्रत्येक समूह को एक शीट मिलती है जिस पर सैद्धांतिक कार्यों और कार्यों को इंगित किया जाता है। सैद्धांतिक भाग में पाँच प्रश्न होते हैं। समूह अपनी संख्या के अनुरूप प्रश्न के उत्तर की तैयारी करता है। व्यावहारिक भाग में दस कार्य शामिल हैं, सिद्धांत में निर्दिष्ट विषयों में से प्रत्येक के लिए दो। कार्यों को बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित किया जाता है। इसका मतलब यह है कि छात्रों को पहले उन समस्याओं को ढूंढना चाहिए जो उनके सैद्धांतिक प्रश्न से मेल खाती हों, फिर उन्हें हल करें। समस्याओं को हल करने के लिए अतिरिक्त डेटा निर्देशिकाओं से लिए गए हैं।

समूहों के काम के अंत के बाद, प्रत्येक समूह से दो छात्रों को बारी-बारी से बुलाया जाता है: एक सिद्धांत का उत्तर देता है, दूसरा बोर्ड पर एक समस्या की संक्षिप्त स्थिति लिखता है। (इस समूह की एक अन्य समस्या को उसी पाठ में या अगले पाठ में चुनिंदा रूप से जांचा जा सकता है।) समूह के सभी सदस्यों को सिद्धांत का उत्तर देने और समस्याओं की व्याख्या करने में सक्षम होना चाहिए; सैद्धांतिक भाग में अतिरिक्त सामग्री के उपयोग को प्रोत्साहित किया जाता है।

नोटबुक में कार्य सभी छात्रों द्वारा लिखे गए हैं।

काम का एक स्पष्ट संगठन सभी लोगों की सक्रिय गतिविधि की ओर जाता है। पाठ के अंत में समूह समन्वयक शीट सौंपते हैं, जिस पर वे समूह के सदस्यों के कार्य में योगदान को नोट करते हैं।

अंत में शिक्षक द्वारा समूहों और व्यक्तिगत छात्रों की गतिविधि का मूल्यांकन किया जाता है।

शीट का नमूना।

सैद्धांतिक भाग

1. आइसोकोरिक प्रक्रिया।

2. इज़ोटेर्मल प्रक्रिया।

3. आइसोबैरिक प्रक्रिया।

4. एडियाबेटिक प्रक्रिया।

5. एक बंद प्रणाली में हीट ट्रांसफर।

व्यावहारिक भाग

1. पिस्टन के नीचे सिलिंडर में 1.25 किग्रा हवा होती है। स्थिर दाब पर इसे 40C तक गर्म करने के लिए 5 kJ ऊष्मा व्यय की गई। गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन का निर्धारण करें।

2. 0.02 किग्रा कार्बन डाइऑक्साइड को स्थिर आयतन पर गर्म किया जाता है। 200C से 1080C तक गर्म करने के दौरान गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन का निर्धारण करें (c = 655 J/(kg K))।

3. पिस्टन के साथ गर्मी-रोधक सिलेंडर में 200C के तापमान पर 0.3 किलोग्राम वजन का नाइट्रोजन होता है। नाइट्रोजन, विस्तार, 6705 जे का काम करता है। विस्तार के बाद नाइट्रोजन और उसके तापमान की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन का निर्धारण करें (c \u003d 745 J / (kg K))।

4. गैस को उष्मा की मात्रा प्रदान की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप यह 2 लीटर की मात्रा से 12 लीटर की मात्रा तक समतापीय रूप से फैलती है। प्रारंभिक दबाव 1.2 · 106 Pa है। गैस द्वारा किया गया कार्य ज्ञात कीजिए।

5. पारा की एक निश्चित मात्रा को 50 ग्राम ग्लास फ्लास्क में डाला गया, जिसमें 200C पर 185 ग्राम पानी, 1000C पर डाला गया और फ्लास्क में पानी का तापमान 220C तक बढ़ गया। पारे का द्रव्यमान ज्ञात कीजिए।

6. 1.43 किग्रा हवा 00C पर 0.5 m3 आयतन घेरती है। हवा को एक निश्चित मात्रा में गर्मी प्रदान की गई और यह आइसोबैरिक रूप से 0.55 एम 3 की मात्रा तक फैल गई। सही काम, अवशोषित गर्मी की मात्रा, तापमान में परिवर्तन और हवा की आंतरिक ऊर्जा का पता लगाएं।

7. पिस्टन के नीचे वाले सिलिंडर में 1.5 किलो ऑक्सीजन होती है। पिस्टन स्थिर है। गैस का तापमान 80°C बढ़ाने के लिए उसे कितनी ऊष्मा देनी चाहिए? आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन क्या है? (सीवी = 675 जे / (किग्रा के))

8. पिस्टन के नीचे सिलेंडर में 170C के तापमान पर 1.6 किलोग्राम ऑक्सीजन और 4 105 Pa का दबाव होता है। गैस ने 20 जे के इज़ोटेर्मल विस्तार पर काम किया। गैस को कितनी ऊष्मा प्रदान की जाती है? गैस की आंतरिक ऊर्जा में क्या परिवर्तन होता है? गैस की प्रारंभिक मात्रा क्या थी?

9. 0.2 किग्रा जलवाष्प, जिसका ताप 1000C है, के संघनन के दौरान और इससे प्राप्त जल को 200C तक ठंडा करने पर कितनी ऊष्मा निकलेगी?

10. गैस सिलेंडर को गर्मी प्रतिरोधी खोल में रखा जाता है। यदि बेलन का आयतन धीरे-धीरे बढ़ाया जाए तो गैस के तापमान में क्या परिवर्तन होगा? यदि गैस पर 6000 J कार्य किया जाए तो गैस की आंतरिक ऊर्जा में क्या परिवर्तन होगा?