Maktabda fizika o'qitishning ahamiyati. Gazning massasi doimiy Mavzu: Ichki energiya

Dars maqsadlari:

Tarbiyaviy:

Ichki energiya tushunchasi bilan tanishtirish,
Molekulalar harakatining kinetik energiyasi va ularning o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi yig'indisi sifatida tananing ichki energiyasining ilmiy g'oyaviy ahamiyatini ochib berish.
Talabalarni ichki energiyani o'zgartirishning ikkita usuli bilan tanishtiring,
Sifat muammolarini hal qilishni o'rganing

Rivojlanayotgan:

Rivojlantiring:

Nazariy bilimlarni amaliyotda qo'llash qobiliyati
Kuzatish va mustaqillik
Mantiqiy o`quv faoliyati orqali o`quvchilarni fikrlash

Tarbiyaviy:

Tabiat hodisalarining birligi va o'zaro bog'liqligi haqidagi g'oyalarni shakllantirishni davom eting

Dars rejasi:

Tananing ichki energiyasi tushunchasining molekulyar-kinetik talqini.
Ideal gazning ichki energiyasi formulasini chiqarish
Ichki o'zgartirish va ishni oshirish yo'llari

Gipotezalarni shakllantirish va xulosalar chiqarish, sifat masalalarini hal qilish

Dars turi:

Yangi materialni o'rganish.

Dars shakli: birlashtirilgan.

Kompleks uslubiy yordam, multimedia proyektori, kompyuter, ekran.

O'qitish usullari.

Og'zaki.
Vizual.
Amaliy.

Darslar davomida

Mavzu: Ichki energiya

1. Tashkiliy moment.

2. Yangi materialni o'rganish.

Ichki energiya. Ideal gazning ichki energiyasi.

8-sinfdan bilamizki, ichki energiya tanani tashkil etuvchi zarrachalarning (molekulalarning) harakati va o'zaro ta'siri energiyasidir.

Shu bilan birga, biz tananing mexanik energiyasini yaxlit holda ko'rib chiqamiz (biz tanani ma'lum bir mos yozuvlar doirasida harakatsiz deb hisoblaymiz va uning boshqa jismlar bilan o'zaro ta'sirining potentsial energiyasi 0 ga teng).

Shunday qilib, bizni faqat molekulalarning xaotik harakati energiyasi va ularning bir-biri bilan o'zaro ta'siri qiziqtiradi. Ichki energiya tananing holatining funktsiyasidir, ya'ni. harorat va tizimning boshqa parametrlariga bog'liq.

Ichki energiya - U bilan belgilanadi.

Ideal gazning ichki energiyasi.

Keling, ideal gazning ichki energiyasini hisoblashga harakat qilaylik. Ideal gaz juda kam uchraydigan gazning modeli bo'lib, unda molekulalarning o'zaro ta'sirini e'tiborsiz qoldirish mumkin, ya'ni. ideal gazning ichki energiyasi faqat molekulyar harakatning kinetik energiyasidan iborat bo'lib, uni harakatning o'rtacha kinetik energiyasi orqali hisoblash oson:

Biz allaqachon molekulyar harakatning o'rtacha kinetik energiyasini bilamiz:

Bu formula faqat bir atomli gaz uchun amal qiladi.

Agar gaz molekulalari diatomik bo'lsa (molekula dumbbellga o'xshaydi), unda formula boshqacha bo'ladi:

Ikki atomli molekula nafaqat oldinga siljishi, balki aylanishi ham mumkin bo'lsa, nima uchun energiya kattalashganini osongina tushuntirish mumkin. Ma'lum bo'lishicha, aylanish molekulaning o'rtacha kinetik energiyasiga ham hissa qo'shadi.

Molekulalarning aylanish energiyasiga qo'shgan hissasini qanday hisobga olish kerak?

Ma’lum bo‘lishicha, energiyaning erkinlik darajalari bo‘yicha teng taqsimlanishi haqidagi teoremani isbotlash mumkin bo‘lib, molekulalarning har bir erkinlik darajasi uchun o‘rtacha 1/2 kT energiya to‘g‘ri keladi.

Erkinlik darajalari qanday?

Molekula turi	Molekulaning qanday harakatlari mumkin	erkinlik darajalari soni
bir atomli gaz	Har qanday harakatni uchta mustaqil yo'nalishdagi harakatlar yig'indisi sifatida ifodalash mumkin: x, y, z, biz aylanishni hisobga olmaymiz, shuning uchun biz molekulani mat deb hisoblaymiz. nuqta.	3 daraja erkinlik
ikki atomli gaz	Tarjima harakatidan tashqari, molekula ikki o'q atrofida ham aylanishi mumkin (har qanday aylanish ikki o'q atrofida aylanishlar yig'indisi sifatida ifodalanishi mumkin). Biz molekula bo'ylab o'tadigan o'q atrofida aylanishni hisobga olmaymiz, shuning uchun molekulalar matni hisobga oladi. nuqta. Biz molekuladagi atomlarning tebranishlari sodir bo'lmasligiga ishonamiz.	3+2=5 erkinlik darajasi
Gaz molekulasida uch yoki undan ortiq atom mavjud.	Tarjima harakati (3 daraja erkinlik) mavjud va uchta o'q atrofida aylanish mumkin (ko'proq 3 erkinlik darajasi). Atomlarning tebranishlari yo'q.	3+3=6 erkinlik darajasi.

3. Sifat masalalarini yechish

Sifat muammolarini hal qilish (nazorat)

1. Molekulyar kislorod hajmi 0,8 m3 bo'lgan idishda 805 Pa bosim ostida.

Izokorik sovutish bilan gazning ichki energiyasi 100 kJ ga kamayadi.

Kislorodning oxirgi bosimi qanday.

O2
P1 \u003d 105 Pa
V = konst
V = 0,8 m3
U = -100J
P2 - ?

Bosim tushib ketdi, P2 = P1 - P
i = 5 - erkinlik darajalari soni
U1 = 5/2 (p1V); U2 = 5/2 (p2V)
U \u003d U1 - U2 \u003d 5/2 (V?p) \u003d\u003e
p=2U/5V
p2= p1- (2U/5V)
p2 = 105 Pa - (2 105J/5 0,8 m3) = 105 Pa - 0,5 105 Pa = 0,5 105 Pa = 5 104 Pa

Javob: p2 \u003d 5 104 Pa.

2. V 1 va V2 hajmli ikkita xonada, agar ular orasida eshik ochilsa, qanday havo bosimi o'rnatilishini aniqlang.

U= 1,25 x106J.

Klapeyron-Mendeleyev tenglamasini qo'llash bo'yicha masalalarni yechishda, bu tenglama ideal gazning holatini tasvirlashini unutmaslik kerak. Bundan tashqari, ushbu bo'limda ishlatiladigan barcha jismoniy miqdorlar statistik xarakterga ega ekanligini unutmaslik kerak. Muammolarni hal qilishni boshlaganda, koordinata o'qlari bo'ylab mos o'zgaruvchilar bilan jarayonning eskiz diagrammasini chizish foydalidir.

Asosiy qonunlar va formulalar

Moddaning miqdori	yoki
Klapeyron-Mendeleyev tenglamasi (ideal gaz holati tenglamasi)
Dalton qonuni
Molekula konsentratsiyasi
Gazlarning molekulyar-kinetik nazariyasi tenglamasi
Bitta ideal gaz molekulasining o'rtacha kinetik energiyasi (ichki energiya)
Ideal gaz massasining ichki energiyasi
Mayer tenglamasi
Molar issiqlik sig'imi va uning o'ziga xos bilan bog'liqligi
Termodinamikaning birinchi qonuni
Jarayonlarda gazlarni kengaytirish ishi:
adiabatik
izotermik
izobarik
Adiabatik jarayonda gaz parametrlari bilan bog'liq Puasson tenglamasi	;
entropiya o'zgarishi
Issiqlik samaradorligi Karno sikli

Muammoni hal qilishga misollar

4-misol Kislorod massasi 320 gr. dan doimiy bosim ostida isitiladi 300 ming oldin 310 ming. Gaz tomonidan yutilgan issiqlik miqdori, ichki energiyaning o'zgarishi va gazning kengayish ishini aniqlang.

Berilgan: m=320g=0,32kg; T 1 =300 K; T 2 =310 K

Topmoq: Q, DU, A

Yechish: Gazni doimiy bosimda isitish uchun zarur bo‘lgan issiqlik miqdori termodinamikaning I qonuni yordamida aniqlanadi:

raqamli qiymatlarni o'rniga qo'yish va buni hisobga olgan holda biz olamiz

Izobarik jarayonda gazni kengaytirish ishi:

(5)

va keyin (4) dan (5) atamani ayirib, biz quyidagilarni olamiz:

va (3) ni almashtirib, biz quyidagilarni topamiz:

Imtihon: Q= ∆U+A; 2910J= (2080 +830) J

Javob: Q = 2910J; D U = 2080J; A = 830J

5-misol. Haroratda bitta kislorod molekulasining aylanish harakatining o'rtacha kinetik energiyasini toping T=350K, shuningdek massali barcha kislorod molekulalarining aylanish harakatining kinetik energiyasi 4g.

Berilgan: T=350K; m = 4g = 4 10 -3 kg; M = 32 kg/kmol

Topmoq: b e vrñ 0 ; E kvadrat

Qaror: Gaz molekulasining har bir erkinlik darajasi uchun bir xil o'rtacha energiya mavjud, bu erda k- Boltsman doimiysi; T gazning mutlaq haroratidir. Ikki atomli molekulaning aylanish harakatidan boshlab O2 ikki erkinlik darajasiga to'g'ri keladi, u holda kislorod molekulasining aylanish harakatining o'rtacha energiyasi bo'ladi.

qayerda N A- Avogadro raqami; v = m/M- moddaning miqdori.

Buni (3) ga almashtirsak, olamiz N = N A m/M.

Endi biz buni (2) ga almashtiramiz:

E qr = N á e vrñ 0 = N A (m/M)á e vrñ 0 .

Raqamli qiymatlarni almashtirsak, biz quyidagilarni olamiz:

E KVR \u003d 6,02 10 -23 mol -1 4,83 10 -21 J 4 10 -3 kg / (32 10 -3 kg / mol) \u003d 364J.

Javob:á e vrñ 0 = 4,83 10 -21 J; E qr \u003d 364 J

6-misol Entropiya qanday o'zgaradi? 2g vodorodni egallagan hajm 40l haroratda 270 ming doimiy haroratda bosim ikki baravar oshirilsa va keyin harorat ko'tarilsa 320 ming doimiy hajmda.

Berilgan: m=2g=2 10 -3 kg; M=2kg/kmol; V \u003d 40l \u003d 4 10 -2 m 3.

T 1 =270K; T2=320K; P 2 \u003d 2P 1

Topmoq: Δ S

Qaror: Entropiyaning o'zgarishi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

qayerda dQ jarayonda hosil bo'ladigan issiqlik miqdori.

Vaziyatga ko'ra entropiyaning o'zgarishi ikkita jarayon tufayli sodir bo'ladi:

1) izotermik va 2) izoxorik. Keyin:

Issiqlik miqdori dQ 1 va dQ 2 Ushbu jarayonlar uchun termodinamikaning 1-qonunidan topamiz:

1) dQ 1 =PdV(chunki dT=0 uchun T=const)

P ni Klapeyron-Mendeleyev tenglamasidan topamiz:

Keyin va

chunki da T=const, P 1 V 1 \u003d P 2 V 2

2) (chunki dV=0 va dA=0 da V=const)

;

Raqamli qiymatlarni almashtirib, biz quyidagilarni olamiz:

Javob: Δ S = -2,27 J/K

Mustaqil hal qilish uchun vazifalar

51. Imkoniyati bo'lgan idishda 10l 27 ° S haroratda siqilgan havo mavjud. Havoning bir qismi chiqarilgandan so'ng, bosim pasayib ketdi 2 10 5 Pa. Chiqarilgan havo massasini aniqlang. Jarayon izotermik deb hisoblanadi.

52. Oddiy sharoitda aralashma qanday hajmni oladi 4kg geliy va 4kg azot?

53. Radiusi shar shakliga ega bo'lgan idishda 0,2 m, bo'l 80g azot. Agar uning devorlari bosimga bardosh bera olsa, idishni qanday haroratgacha qizdirish mumkin 7 10 5 Pa.

54. 27 ° S va bosimda 12 10 5 Pa vodorod va azot aralashmasining zichligi 10 g/dm 3. Aralashmaning molyar massasini aniqlang.

55. Imkoniyati bo'lgan idishda 5l bo'l 2 kg vodorod va 1 kg kislorod. Atrof-muhit harorati 7 ° C bo'lsa, aralashmaning bosimini aniqlang.

56. Ideal gaz bosimi 2MPa, molekulalarning konsentratsiyasi 2 10 3 sm -3. Bir molekulaning translatsiya harakatining o'rtacha kinetik energiyasini va gazning haroratini aniqlang.

57. Ikki atomli gazning bir molekulasining aylanish harakatining o'rtacha kinetik energiyasini aniqlang, agar molekulalarning umumiy kinetik energiyasi 1 kmmol bu gaz 6.02J.

58. Tarkibidagi barcha molekulalarning aylanish harakatining o'rtacha kinetik energiyasini toping 0,25 g vodorod 27 ° C da.

59. Ideal gaz molekulalarining haroratdagi konsentratsiyasini aniqlang 350 ming va bosim 1,0 MPa.

60. Ideal gazning haroratini aniqlang, agar uning molekulalarining translatsiya harakatining o'rtacha kinetik energiyasi bo'lsa. 2,8 10 -19 J.

61. Ichki energiyaning ortishi va kengayish ishini toping 30 g vodorod doimiy bosimda, agar uning hajmi besh marta oshsa. Dastlabki harorat 270 ming.

62. Azot massasi 1 kg, bu haroratda 300 ming siqish: a) izotermik; b) adiabatik tarzda, bosimni o'n barobar oshiradi. Ikkala holatda ham siqish uchun sarflangan ishni aniqlang. Qancha issiqlik haqida xabar berish kerak 1mol ishni bajarish uchun kislorod 10J: a) izotermik jarayonda; b) izobarik bilan?

63. Massali karbonat angidridga qancha issiqlik berish kerakligini aniqlang 440 gr uni isitish uchun 10K: a) izoxorik, b) izobarik.

64. Qizdirilganda 0,5 kmol azot uzatildi 1000J issiqlik. Doimiy bosimda kengayish ishini aniqlang.

65. Hajmni egallagan gaz 10l Bosim ostida 0,5 MPa dan izobar tarzda qizdirilgan 323 ming oldin 473 ming. Gazni kengaytirish ishini toping.

66. Hajmni egallagan gaz 12l Bosim ostida 0,2 MPa. dan izobar tarzda qizdirilsa, gaz bajargan ishni aniqlang 300 ming oldin 348 ming.

67. Adiabatik kengayishi 0,5 bo’lgan ichki energiyaning ishini va o’zgarishini toping kg havo, agar uning hajmi besh marta oshirilsa. Dastlabki harorat 17°C.

68. Hisobot qilingan issiqlik miqdorini aniqlang 14g azotdan izobar tarzda qizdirilsa 37°C oldin 187°S.. U qanday ishni bajaradi va uning ichki energiyasi qanday o'zgaradi?

69. Ovoz necha marta ortadi 2mol haroratda izotermik kengayish paytida vodorod 27°C, agar issiqlik sarflangan bo'lsa 8kJ.

70. tomonidan izoxorik isitish vaqtida gazning molyar massasini aniqlang 10°C 20 g gaz kerak bo'ladi 680J issiqlik va izobarda 1050J.

71. Entropiyaning o'zgarishi qanday 10 g dan izoxorik isitish vaqtida havo 250 ming oldin 800 ming?

72. Vodorodning massa bilan izobar kengayishi bilan 20 g uning hajmi uch barobarga oshdi. Ushbu jarayon davomida vodorod entropiyasining o'zgarishini aniqlang.

73. Izoxorik isitish bilan 480 gr kislorod bosimi ortdi 5 bir marta. Bu jarayonda entropiya o‘zgarishini toping.

74. Geliyning hajmi, massasi 1 kg, ga oshdi 4 marta: a) izotermik b) adiabatik. Ushbu jarayonlarda entropiya qanday o'zgaradi?

75. Qizdirilganda entropiyaning o‘zgarishini toping 1 kg dan suv 0°C oldin 100°S va keyin uni bir xil haroratda bug'ga aylantiring.

76. Izotermik kengayish jarayonida entropiya qanday o'zgaradi 0,1 kg kislorod, agar hajm dan o'zgarsa 5l oldin 10l?

77. Izobarik qizdirishda entropiyaning o‘zgarishini aniqlang 0,1 kg dan azot 17 °S oldin 97°C .

78. Haroratdagi muz -30°S, bug'ga aylanadi. Ushbu jarayonda entropiyaning o'zgarishini aniqlang.

79. Entropiyaning o'zgarishi qanday 10 g dan izobarik kengayish paytida havo 3l oldin 8l.

Entropiyaning o'zgarishi qanday 20 g dan izobarik sovutish paytida havo 300 ming oldin 250 ming?

Sifatli vazifalar

81. Gaz hajmi kamaytirildi 3 marta va harorat ko'tarildi 2 marta. Gazning bosimi qanchaga oshdi? Gazni ideal deb hisoblang.

82. Siqilgan buloq kislotada eritildi. Prujinaning elastik deformatsiyasining potensial energiyasi qanday edi?

83. Vodorod bilan to'ldirilgan sharni ko'tarish kuchini tushuntirishning ikkita variantini taklif qilamiz. Birinchi ko'tarish kuchiga ko'ra - Arximed kuchi. Ikkinchisiga ko'ra, ko'tarish kuchi to'pning yuqori va pastki qismlariga bosim farqi tufayli paydo bo'ladi. Bu tushuntirishlar qanday farq qiladi?

84. Nima uchun gazga ma’lum miqdorda issiqlik berilgandagina uning izotermik kengayishi mumkinligini tushuntiring?

85. Isitgichdan ishchi suyuqlikka berilgan barcha issiqlik foydali ishga aylanadigan jarayon bormi?

86. Gazning barcha ichki energiyasini mexanik ishga aylantirish mumkinmi?

87. Yonuvchan aralashmaning portlovchi yonishi vaqtida ichki yonuv dvigatelining samaradorligi nima uchun keskin pasayadi?

88. Ishlayotgan muzlatgich eshigi ochiq qolsa, xonadagi harorat qanday o'zgaradi?

89. Ikki atomli gaz qizdirilganda, uning yuqori haroratdagi issiqlik sig'imi keyingi pasayish bilan keskin oshadi. Xuddi shunday bog'liqlik ko'p atomli gazlar uchun ham kuzatiladi. Buni qanday tushuntirish mumkin?

90. Ma’lum gaz I holatdan II holatga avval izoxora bo’ylab, keyin esa izobar bo’ylab o’tadi. Boshqa holatda, avval izobar bo'ylab, keyin izoxora bo'ylab. Ikkala holatda ham bir xil ish bajariladimi?

91. Avtomobil g'ildiragi g'ildiragini puflaganda nasos nima uchun qiziydi?

92. Nima uchun harorat bir xil bo'lgan metall va yog'och teginishda har xil qizdiriladi?

93. Qog'oz idishdagi suvni qaynata olasizmi?

94. Nima uchun issiq pechka ustidagi suv tomchilari issiq pechkadan ko'ra uzoqroq "yashaydi"?

95. Nima uchun choynakdagi suv qaynashdan oldin "shovqin qiladi"?

96. Nima uchun qopqoqli idishda suv qopqoqsizga qaraganda tezroq qaynaydi?

97. Yer atmosferasidagi shar cheksiz balandlikka ko'tarilishi mumkinmi?

98. Muz bo'lagi chetigacha suv bilan to'ldirilgan idishda suzib yuradi. Muz erib ketsa, suv toshib ketadimi?

99. Nima uchun yog‘och qalam suvda gorizontal holatda suzadi? Agar uning uchidan biriga og‘irlik o‘rnatilgan bo‘lsa, nima uchun u vertikal suzishini tushuntiring?

100. Bir xil qo'rg'oshin sharlari suv bilan teng hajmdagi idishlarga tushiriladi. Bir idishda suvning harorati 5°S, va boshqasida 50°C. Qaysi idishda to'p eng tez tubiga etib boradi?

test savollari

21. Atom, molekula, ion nima?

22. Termodinamik tizim deb nimaga aytiladi?

23. Davlat parametrlari nima?

24. Termodinamik tizimning qanday holati muvozanat, nomutanosiblik deyiladi?

25. Ideal gaz nima?

26. Holat tenglamasi nima bilan tavsiflanadi?

27. Maksvellning taqsimot qonunining ta’rifini bering.

28. Boltsman taqsimot qonuni nima?

29. Eng ehtimoliy tezlik nima bilan tavsiflanadi?

30. O‘rtacha arifmetik tezlik nima?

31. Issiqlik nima?

32. Termodinamikaning birinchi qonunini aniqlang.

33. Qanday izojarayonlarni bilasiz?

34. Izotermik jarayon deb nimaga aytiladi?

35. Izokorik va izobar jarayonlarning gaz ishi qanday hisoblanadi?

36. Adiabatik jarayonning ta’rifini bering.

37. Mayer tenglamasi bilan qanday fizik parametrlar bog'langan?

38. Jismning issiqlik sig'imi, solishtirma va molyar issiqlik sig'imlari nima?

39. Termodinamikaning ikkinchi qonuni nima deydi?

40. Issiqlik dvigatelining samaradorligini qanday oshirish mumkin?

9.5 Issiqlik quvvati

1) 6 * 5 * 3 m o'lchamdagi xonada havo harorati 101 kPa bosimda 27 0 S ni tashkil qiladi. Bu havo haroratini bir xil bosimda 17 0 S ga tushirish uchun undan qancha issiqlik olib tashlanishi kerakligini toping.

Havoning o'rtacha solishtirma issiqlik sig'imi 1,004 kJ/(kg·K) ni tashkil qiladi. Xonadagi havo massasi doimiy deb hisoblanadi. Javob: 1,06 MJ.

2) silindr tarkibidagi azotdan 17000 kJ issiqlik chiqariladi. Shu bilan birga uning harorati 800 dan 200 0 S gacha pasayadi.Balon tarkibidagi azotning massasini toping. Javob: 34,6 kg.

3) Naychali havo isitgichida havo 10 dan 90 0 S gacha o'zgarmas bosimda isitiladi. Havo isitkichdan o'tadigan havoning massa oqimini toping, agar u 210 MJ / soat issiqlik bilan ta'minlangan bo'lsa.

Javob: 2610 kg/soat.

4) 10 kg azotning doimiy hajmida 200 0 S dan 800 0 S gacha qizdirish uchun zarur bo’lgan issiqlik miqdorini toping.Javob: 4,91 MJ.

5) Yonilg'i yonish mahsulotlarini 1100 dan 300 0 S gacha sovutganda ularning o'rtacha izobar va izoxorik molyar issiqlik sig'imlarini toping. Ushbu yonish mahsulotlarining tarkibiy qismlarining molyar ulushlari quyidagicha: ; ; ; .

Javob: J / (mol K); J / (mol K).

6) Harorat 600 0 S dan 2000 0 S gacha ko’tarilganda doimiy bosimdagi kislorodning o’rtacha solishtirma issiqlik sig’imini toping.

Javob: 1,1476 kJ/(kg K).

7) Karbonat angidridning harorati 200 0 S dan 1000 0 S gacha ko‘tarilganda uning o‘rtacha molyar izobar issiqlik sig‘imini toping.

Javob: 52,89 kJ / mol.

8) 20 0 S haroratda va 1 MPa bosimida 12,5 m 3 sig'imli silindr tarkibidagi havo 180 0 S haroratgacha qizdiriladi. Berilgan issiqlikni toping. Javob: 17,0 MJ.

9) 1200 ... 1800 0 S harorat oralig'ida kislorodning o'rtacha solishtirma izoxorik va izobar issiqlik sig'imlarini toping.

Javob: 0,90 kJ / (kg K); 1,16 kJ/(kg K).

10) Kislorod 0 dan 1000 0 S gacha qizdirilganda uning o’rtacha molyar izoxorik issiqlik sig’imini toping.Javob: 25,3 kJ/(kg K).

11) Og'irligi 3 kg bo'lgan azot va 2 kg kisloroddan tashkil topgan aralashmaning harorati doimiy hajmda unga issiqlik berilishi natijasida 100 dan 1100 0 S gacha ko'tariladi. Berilgan issiqlik miqdorini aniqlang. Javob: 4,1 MJ.

12) Dvigatel tsilindridagi benzinning yonish mahsulotlarining tarkibi mollarda quyidagicha: \u003d 71,25; =21,5; =488,3; =72,5. Bu gazlarning harorati 800 0 S, atrof-muhit 0 0 S. Agar benzinning kalorifik qiymati 43950 kJ / kg bo'lsa, chiqindi gazlar bilan issiqlik yo'qotishlarining ulushini aniqlang.

13) Gaz aralashmasi 2 kg karbonat angidrid, 1 kg azot, 0,5 kg kisloroddan iborat. 200 ... 800 0 S harorat oralig'ida aralashmaning o'rtacha molyar izobar issiqlik sig'imini toping. Javob: 42,86 J / (mol K).

14) 1100 dan 300 0 S gacha sovutilganda yoqilg'ining yonish mahsulotlarining o'rtacha izobarik va izotermik molyar issiqlik sig'imlarini toping. Ushbu yonish mahsulotlarining tarkibiy qismlarining molyar ulushlari quyidagicha: \u003d 0,09; =0,083; =0,069; =0,758. Javob: 32,3 J / (mol K); 27,0 J/(mol K).

15) Ichki yonish dvigatelining chiqindi gazlarining mollardagi tarkibi quyidagicha: \u003d 74,8; =68; =119; =853. Bu gazlarning harorati 380 dan 20 0 S ga tushirilganda ajralib chiqadigan issiqlik miqdorini toping.

9.6 Gazlarning termodinamik jarayonlari

1) = 838 J / (kg · K) deb faraz qilingan holda bosimni 0,1 dan 0,5 MPa ga oshirish uchun 0,8 m 3 hajmli silindr tarkibidagi karbonat angidridga qanday issiqlik miqdori berilishi kerak. Javob: 1,42 MJ.

2) 0,3 MPa bosim va 15 0 S haroratda 100 litr hajmli silindrdagi havo 148,8 kJ miqdorida issiqlik bilan ta'minlanadi. Agar solishtirma issiqlik sig'imi = 752 J/(kg·K) bo'lsa, shardagi oxirgi harorat va havo bosimini toping. Javob: 560 0 S; 0,87 MPa.

3) Dastlabki sharoitlarda havo V 1 \u003d 0,05 m 3, T 1 \u003d 850 K va p\u003d 3 MPa doimiy bosimda V 2 \u003d 0,1 m 3 hajmgacha kengayadi. Yakuniy haroratni, ichki energiyani o'zgartirish uchun berilgan issiqlikni va hajmni o'zgartirish uchun bajarilgan ishni toping. Javob: 1700 K; 619 kJ; 150 kJ; 469 kJ.

Qurmoq jarayon jadvallari

Qurmoq jarayon jadvallari, ideal gaz bilan yuzaga kelgan, koordinatalarda p, T va V, T. Gazning massasi doimiy.

Qurmoq jarayon jadvallari, ideal gaz bilan yuzaga kelgan, koordinatalarda p, T va p, V. Gazning massasi doimiy.

Qurmoq jarayon jadvallari, ideal gaz bilan yuzaga kelgan, V, T va p, V koordinatalarida. Gazning massasi doimiy.

Qurmoq jarayon jadvallari

Qurmoq jarayon jadvallari, ideal gaz bilan yuzaga kelgan, p, V va p, T koordinatalarida. Gazning massasi doimiy.

Qurmoq jarayon jadvallari
Qurmoq jarayon jadvallari, ideal gaz bilan yuzaga kelgan, koordinatalarda p, T va V, T. Gazning massasi doimiy.

Qurmoq jarayon jadvallari, ideal gaz bilan yuzaga kelgan, koordinatalarda p, V va T, V. Gazning massasi doimiy.

P, T va V, T koordinatalarida ideal gaz bilan sodir bo'ladigan jarayonning grafiklarini tuzing. Gazning massasi doimiy.

Ideal gazning 2-holatdagi haroratini aniqlang, agar 2 va 4-holatlar bir xil izotermada yotsa. 1 va 3 holatlardagi T1 va T3 haroratlari ma'lum.

[µ §]
Ideal gaz T1 haroratli 1-holatdan T2 temperaturali 2-holatga, so‘ngra T3 haroratli 3-holatga o‘tkazildi va 1-holatga qaytarildi. Agar holat o‘zgarishi jarayonlari rasmda ko‘rsatilganidek sodir bo‘lsa, T3 haroratini toping va T1 va T2 ma'lum.

Ideal gazning moli p-V koordinatalarida tasvirlangan 1 YoC 2 YoC 3 YoC 4 YoC 1 issiqlik jarayonida ishtirok etadi. 1 YoC 2 va 3 YoC 4 chiziq kesmalarining davomi koordinata boshi orqali oʻtadi, 1 YoC 4 va 2 YoC 3 egri chiziqlar izoterma hisoblanadi. Ushbu jarayonni V-T koordinatalarida chizing va V1 va V2 = V4 hajmlari ma'lum bo'lsa, V3 hajmini toping.

[µ §]
bir mol ideal gaz, 1-holatdan 2-holatga oʻtkaziladi.Bu jarayonda gazning maksimal harorati Tmax ni aniqlang.

Porshen ostidagi silindrga o‘ralgan 20 g geliy hajmi 32 litr va bosimi 4 105 Pa bo‘lgan holatdan hajmi 9 litr va bosimi 15,5 105 Pa bo‘lgan holatga cheksiz sekin o‘tadi. Eng yuqori harorat nima bu jarayonda gaz, agar gaz bosimining jarayon hajmiga bog'liqligi grafigida to'g'ri chiziq bilan tasvirlangan bo'lsa?

[µ §]
O'zgarmas massali ideal gaz holatining o'zgarishi rasmda ko'rsatilgan. 1-nuqtada gaz harorati T0. 2, 3, 4 nuqtalardagi gaz haroratini aniqlang.

[T2=3T0; T3=6T0; T4=2T0]
P-V diagrammasi gazning kengayish jarayonining grafigini ko'rsatadi, bunda gaz p0 bosimi va hajmi V0 bo'lgan 1-holatdan p0/2 bosim va 2V0 hajmli 2-holatga o'tadi. p-T va V-T diagrammalariga mos keladigan jarayon grafigini chizing.

2. Termodinamikaning asoslari
a) bir atomli gazning ichki energiyasi

m § U YoC ichki energiya (J)

B) termodinamikada ishlash

µ § A YoC ish (J)

µ § µ § - hajmning o‘zgarishi

m § - harorat o'zgarishi

B) termodinamikaning birinchi qonuni

µ § DU YoC ichki energiyaning o‘zgarishi

m § Q YoC issiqlik miqdori

m § - tashqi kuchlarning gazga ishi

m § - gazning tashqi kuchlarga qarshi ishlashi

D) issiqlik dvigatelining samaradorligi

m § h YoC ishlash koeffitsienti (COP)

A YoC dvigatel tomonidan bajarilgan ish

EC 1-chorak issiqlik miqdori isitgichdan olingan

µ § Q2 YoC issiqlik miqdori muzlatgichga o'tkaziladi

µ § T1 YoC isitgich harorati

T2 YoC sovutgich harorati

D) issiqlik miqdori

m § Q YoC issiqlik miqdori (J)

m § Issiqlik balansi tenglamasi

EC 1-chorak issiqlik miqdori ko'proq isitiladigan tana tomonidan beriladi;

Q2 YoC - sovuqroq jism olgan issiqlik miqdori.

Oddiy atmosfera bosimida uning ichki energiyasi 600 J bo'lsa, monoatomik ideal gaz qanday hajmni egallaydi?

Hajmi 2 litr bo‘lgan idishdagi ideal gaz molekulalarining kontsentratsiyasini 27°C haroratda toping, agar uning ichki energiyasi 300 J bo‘lsa.

Piston ostida qancha vodorod massasi bor silindrsimon idishda agar pistonga doimiy bosim ostida 250 dan 680 K gacha qizdirilganda, gaz 400 J ga teng ish bajargan bo'lsa?

Izokorik sovutish bilan ichki energiya 350 J ga kamaydi. Bu holatda gaz qanday ish qildi? Gaz atrofdagi jismlarga qancha issiqlik uzatgan?

Monatomik ideal gaz qanday ishni bajargan va 50 K ga 2 mol miqdorida gazni izobarik qizdirganda uning ichki energiyasi qanday o'zgargan? Issiqlik almashinuvi jarayonida gaz qancha issiqlik oldi?

100 K ga izobarik sovutish bilan monotomik ideal gazning ichki energiyasi 1662 kJ ga kamaydi. Gaz qanday ish qilgan va u tomonidan atrofdagi jismlarga qancha issiqlik uzatilgan?

[-1108 kJ; -2770 J]
Gazni adiabatik siqish jarayonida 200 J ish bajarildi.Bu holatda gazning ichki energiyasi qanday va qancha o'zgargan?

Adiabatik jarayonda gaz 150 J ish bajargan.Uning ichki energiyasi qanday va qancha o'zgargan?

[-150 J]
10 K izobarik qizdirilganda massasi 320 g kislorod qanday ishni bajaradi?

Massasi 2 kg bo'lgan vodorodning harorati 10 K ga ko'tarilganda uning ichki energiyasining oshishini hisoblang: 1) izoxorik; 2) izobarik.

Harorati 27 ° C bo'lgan 160 g og'irlikdagi kislorod hajmi izobarik isitish vaqtida ikki baravar ko'paydi. Kengayish paytida gazning ishini, kislorodni isitishga ketgan issiqlik miqdorini, ichki energiyaning o'zgarishini toping.

500 K ga 800 mol miqdorida gazni izobarik isitish uchun unga 9,4 MJ issiqlik miqdori berilgan. Gazning ishini va uning ichki energiyasining o'sishini aniqlang.

1 litr hajmli silindrda 107 Pa bosim va 300 K haroratda kislorod mavjud. Gazga 8,35 kJ issiqlik miqdori beriladi. Issiqlikdan keyin gazning harorati va bosimini aniqlang.

Ideal gazga 125 kJ issiqlik miqdori berilganda, gaz tashqi kuchlarga nisbatan 50 kJ ish qiladi. Agar gazning issiqlik miqdori qo'shilishidan oldingi energiyasi 220 kJ ga teng bo'lsa, uning oxirgi ichki energiyasi qanday bo'ladi?

Og'irligi 32 g bo'lgan kislorod 17 0C haroratda 0,1 MPa bosim ostida yopiq idishda. Issiqlikdan keyin idishdagi bosim ikki baravar ko'paydi. Toping: 1) idishning hajmi; 2) gaz qizdiriladigan harorat; 3) gazga berilgan issiqlik miqdori.

Og'irligi 14 g bo'lgan molekulyar azotning qizdirilgunga qadar harorati 27 0C bo'lgan hajmini 2 marta izobarik oshirish uchun qancha issiqlik miqdori kerak?

Havoning adiabatik kengayishi bilan 500 J ish bajarildi.Havoning ichki energiyasi qanday o'zgaradi?

[-500 J]
Kompressor tsilindrida 8 mol geliyning adiabatik havo siqilishi bilan 1 kJ ish bajarildi. Gaz haroratining o'zgarishini aniqlang.

Oddiy sharoitda bo'lgan 64 g kislorod O2 ning adiabatik kengayishi bilan gazning harorati 2 marta oshdi. Toping: ichki energiyaning o'zgarishi; gazni kengaytirish ishlari.

[-11,3 kJ; 11,3 kJ]
Adiabatik kengayish natijasida og'irligi 1,4 kg bo'lgan azotning harorati 20 0C ga kamaydi. Kengayish paytida gaz qanday ish qiladi?

Molekulyar kislorod normal sharoitda 2 m3 hajmni egallaydi. Gaz atrof-muhit bilan issiqlik almashinuvisiz siqilganda 50,5 kJ ish bajariladi. Kislorodning oxirgi harorati qanday?

[T1 (1+ 2A / 5p1V1) = 300,3 K]

Og'irligi 87 kg bo'lgan havo 10 0C dan 30 0C gacha qizdiriladi. Havoning ichki energiyasining o'zgarishini aniqlang. Havoning molyar massasi 2,910 -2 kg / mol ga teng, havo esa diatomik (ideal) gaz sifatida qabul qilinishi kerak.

Gazning dastlabki hajmi 10 l dan oxirgi hajmi 15 l gacha bo‘lgan izobarik kengayish paytida geliyning ichki energiyasining o‘zgarishini toping. Gaz bosimi 104 Pa.

Molekulyar kislorod hajmi 0,8 m 3 bo'lgan idishda 105 Pa bosim ostida. Izokorik sovutish bilan gazning ichki energiyasi 100 kJ ga kamayadi. Kislorodning oxirgi bosimi qanday?

Ikkita kosmik kema birlashganda, ularning bo'linmalari bir-biriga ulanadi. Birinchi bo'linmaning hajmi 12 m 3, ikkinchisi 20 m 3. Bo'limlardagi bosim va havo harorati mos ravishda 0,98105 Pa va 1,02105 Pa, 17 oC va 27 oC. Birlashtirilgan modulda qanday havo bosimi o'rnatiladi? Undagi havo harorati qanday bo'ladi?

27°C da 10 mol monoatomik gazning ichki energiyasi nimaga teng?

Og'irligi 200 g bo'lgan geliyning ichki energiyasi harorat 20 ° C ga oshishi bilan qancha o'zgaradi?

[12,5 kJ da]
Hajmi 60 m3 bo‘lgan sharni 100 kPa bosimda geliy bilan to‘ldirishning ichki energiyasi nimaga teng?

Ikki mol ideal gaz 300 K da dastlabki hajmining yarmigacha izotermik siqiladi. Gaz qanday ishlarni bajaradi? P, V diagrammasida ko'rib chiqilayotgan jarayonni sifat jihatidan tasvirlang.

[-3,46 kJ]
Ayrim jarayonlarda gaz 5 MJ ga teng ish bajargan va uning ichki energiyasi 2 MJ ga kamaygan. Bu jarayonda gazga qancha issiqlik uzatiladi?

300 J issiqlikni gazga o'tkazganda uning ichki energiyasi 100 J ga kamaydi. Gaz qanday ish qildi?

0 mol monoatomik ideal gaz 50°C gacha qizdiriladi. Jarayon izobarikdir. Gaz qancha issiqlik oladi?

Monatomik ideal gaz isitgichdan 2 kJ issiqlik energiyasini oldi. Uning ichki energiyasi qanchalik o'zgargan? Jarayon izobarikdir.

[1200 J da]
Gazga 200 J issiqlik uzatiladi va gaz tashqi kuchlarga qarshi 200 J ish qiladi. Gazning ichki energiyasi qanday o'zgaradi?

[50 kJ uchun]
135 kJ issiqlik miqdorini qabul qilib, 100 kJ ish qilgan gazning ichki energiyasi qanchaga o'zgargan?

[35 kJ da]

Gazda bajarilgan ish 25 kJ edi. Bu jarayonda gaz issiqlikni qabul qildimi yoki berdimi? Issiqlik miqdori aniq nima?

[-50 kJ]
Og'irligi 280 g bo'lgan azot doimiy bosimda 1000 S gacha qizdirildi. Kengayish ishini aniqlang.

300 K dan 393 K gacha izobarik isitish vaqtida 20 litr gazni kengaytirish ishini aniqlang. Gaz bosimi 80 kPa.

Massasi 3,47 kg bo'lgan gazni 159 K da izobarik qizdirishda 144 k J ish bajarildi. Gazning molyar massasini toping? Bu gaz nima?

Piston ostidagi silindrda kislorod mavjud. Aniqlash uning massasi, agar kislorod 273 K dan 473 K gacha qizdirilganda bajarilgan ish 16 kJ ekanligi ma'lum bo'lsa. Ishqalanishga e'tibor bermang.

Agar unga 20 kJ issiqlik miqdori berilsa va u ustida 30 kJ ish bajarilsa, uning ichki energiyasi qanchaga o'zgaradi?

[50 kJ uchun]
Gazda bajarilgan ish 75 kJ bo'lsa, uning ichki energiyasi 25 kJ ga oshdi. Bu jarayonda gaz issiqlikni qabul qildimi yoki berdimi? Issiqlik miqdori aniq nima?

Gazning ichki energiyasi 45 kJ ga oshishi va gaz 65 kJ ishlashi uchun unga qancha issiqlik o'tkazilishi kerak.

500 K da 800 mol moddalar miqdori bo'lgan gazni izobarik isitish uchun unga 9,4 MJ issiqlik miqdori berilgan. Gazning ishini va uning ichki energiyasining ortishini aniqlang.

Piston ostidagi silindrda 1,25 kg havo bor. Uni doimiy bosimda 40 C ga qizdirish uchun 5 kJ issiqlik sarflangan. Havoning ichki energiyasining o'zgarishini aniqlang (M = 0,029 kg / mol).

3 atm doimiy bosim ostida kengaygan gaz bilan qanday ish bo'ladi. 3 l hajmdan 18 l hajmgacha? 5 dan 150 S gacha izobarik qizdirilganda 6 kg havo kengayishi bilan qanday ish bajariladi?

1,2 105 Pa doimiy bosimdagi balon 1 litr hajmdan 3 litr hajmgacha puflandi. Qanday ish bajarildi?

5 g geliyning adiabatik siqilishida 249,3 J ish bajariladi.Agar dastlabki harorat 293 K bo'lsa geliyning harorati qanday bo'lgan? Geliyning molyar massasi 4 10 YoC3kg / mol.

Piston yuklangan, massasi 50 kg, tayanch maydoni esa 0,01 m2, gaz isitiladigan silindrda joylashgan. Piston asta-sekin ko'tariladi va gaz hajmi 2 litrga oshadi. Gaz bajargan ishni hisoblang.

800 mol gazni 500 K da izobarik isitish uchun unga issiqlik miqdori 9,4 MJ ekanligini aytishdi. Gazning ichki energiyasining o'zgarishini aniqlang.

60 J energiya gazni isitish uchun sarflandi, uning 3 x 104 Pa doimiy bosimida kengayishi bilan birga gazning hajmi isitish vaqtida 1,5 litrga oshdi. Gazning ichki energiyasi qanday o'zgargan?

Ideal gazning bir moli izoxorik ravishda 1-holatdan 2-holatga o'tadi, shu bilan birga bosim 1,5 marta kamayadi. Keyin gaz izobar tarzda 300 K boshlang'ich haroratgacha qizdirildi. O'tishlar natijasida gaz qanday ish qildi?

Bir mol ideal gaz ikkita izoxora va ikkita izobardan tashkil topgan yopiq jarayonni yakunlaydi. 1-nuqtadagi harorat T1 ga, 3-nuqtada C T3 ga teng. Agar 2 va 4 nuqtalar bir xil izotermada yotsa, gazning bir davrdagi ishini aniqlang.

Bir mol ideal gaz T1 haroratda piston ostidagi silindrda joylashgan. Doimiy bosimdagi gaz T3 haroratgacha qizdiriladi. Keyinchalik, gaz doimiy bosim ostida sovutiladi, shunda uning hajmi asl qiymatiga kamayadi. Nihoyat, doimiy hajmda gaz asl holatiga qaytariladi. Bu jarayonda gaz qanday ish qiladi?

Rasmda ideal gaz bilan sodir bo'ladigan ikkita yopiq jarayon ko'rsatilgan: 1 YoC 2 YoC 3 YoC 1 va 3 YoC 2 YoC 4 YoC 3. Ularning qaysi birida gaz ishlaydi?

[davom etmoqda 3 Q 2 Q 4 - 3]
Massasi m ideal gaz, haroratda bo'lgan, bosim n marta tushishi uchun izoxorik tarzda sovutiladi. Keyin gaz doimiy bosim ostida kengayadi. Yakuniy holatda uning harorati dastlabki haroratga teng. Gaz bajargan ishni aniqlang. Gazning molyar massasi M.

[µ §]
To'rt mol ideal gaz rasmda ko'rsatilgan jarayonni yakunlaydi. Qaysi hududda gaz maksimal darajada ishlaydi? Bu nima ish?

Bir mol ideal gaz rasmda ko'rsatilgan jarayonni yakunlaydi. Bir tsiklda gaz bajargan ishni toping.

20 °C da 39 litr suv va 60 °C da 21 litr suv aralashtirilgandan keyin o'rnatilgan suvning haroratini aniqlang.

67 °C haroratli suv olish uchun 25 °C dagi 30 litr suvga 95 ° C haroratda necha litr suv qo'shilishi kerak?

507 K gacha qizdirilgan qalay bo'lagi 20 ° C da 2,35 kg suv bo'lgan idishga chiqariladi; idishdagi suvning harorati 15 K ga oshdi. Qalayning massasini hisoblang. Suvning bug'lanishiga e'tibor bermang.

Og'irligi 0,090 kg bo'lgan po'latdan yasalgan matkap 840 ° C gacha qattiqlashuv vaqtida isitiladi, 20 ° C da mashina moyi bo'lgan idishga tushiriladi. Qaysi olinadigan yog' miqdori uning oxirgi harorati 70 ° C dan oshmasligi uchun?