Презентация на тему: Решение задач по теме «Основы термодинамики»
Решение задач по теме«Основы термодинамики»
Цели урока: Повторить основные формулы. Научиться применять полученные знания для решения задач. Провести анализ полученных результатов.
Основные формулы Уравнение состояния идеального газа (Менделеева – Клапейрона) 2. Внутренняя энергия 3. Работа газа 4. Работа внешних сил
Основные формулы 5. Количество теплоты
Основные формулы 6. Первый закон термодинамики 7. КПД тепловых двигателей
Задача 1. В стальном баллоне находится гелий массой 0,5 кг при температуре 10 0С. Как изменится внутренняя энергия гелия, если его температура повысится до 30 0С?
Задача 2. Какова внутренняя энергия 5 моль кислорода при 10 0С?
Задача 3. Какова внутренняя энергия гелия, заполняющего аэростат объёмом 50 м3 при давлении 60 кПа?
Задача 4. На рисунке приведён график зависимости давления газа от объёма. Найдите работу газа при расширении.
Задача 5. Идеальный газ переходит из состояния 1 в состояние 4 так, как показано на рисунке. Вычислите работу, совершаемую газом.
Задача 6. Какую работу совершает идеальный газ в количестве 2 моль при его изобарном нагревании на 5 0С?
Задача 7. Для приготовления ванны вместимостью 200 л смешали холодную воду при температуре 10 0С с горячей водой при температуре 60 0С. Какие объёмы той и другой воды надо взять, чтобы температура установилась 40 0С? Примечание: холодную и горячую воду можно рассматривать как замкнутую систему тел, так как при данных условиях нет теплообмена с окружающей средой.
Решение. Количество теплоты, полученное холодной водой: Количество теплоты, отданное горячей водой:
Задача 8. В сосуд, содержащий воду массой 1,5 кг при температуре 15 0С, впускают водяной пар массой 200 г при температуре 100 0С. Какая общая температура установится после конденсации пара?
Запишем уравнение теплового баланса:
Задача 9. При изотермическом расширении идеальным газом совершена работа 15 кДж. Какое количество теплоты сообщено газу?
Задача 10. В закрытом баллоне находится газ. При охлаждении его внутренняя энергия уменьшилась на 500 Дж. Какое количество теплоты отдал газ? Совершил ли он работу?
Задача 11. Для изобарного нагревания газа, количество вещества которого 400 моль, на 300 0К ему сообщили количество теплоты 5,4 МДж. Определите работу газа и изменение его внутренней энергии.
Найти работу тепловой машины за один цикл, изображенный на рисунке.
Задача 13. Какую работу – положительную или отрицательную – совершает газ за один цикл (см. рисунок)? На каких участках количество теплоты поглощается, отдаётся?
Задача 14. Тепловой двигатель получает от нагревателя за одну секунду 7200 кДж теплоты и отдаёт холодильнику 5600 кДж. Каков КПД теплового двигателя?
Задача 15. Идеальная тепловая машина получает от нагревателя, температура которого 5000К, за один цикл 3360 Дж теплоты. Найти количество теплоты, отдаваемое за один цикл холодильнику, температура которого 4000К. Найти работу машины за один цикл.
Задача 16. Какое максимальное теоретически возможное значение КПД может иметь турбина, в которой используют пар с температурой 6000С, а отвод тепла осуществляется с помощью речной воды, обеспечивающей холодильнику температуру 270С? Каковы основные пути повышения КПД тепловых машин?
Задача 17. В паровой турбине расходуется дизельное топливо массой 0,35 кг на 1 кВт∙ч мощности. Температура поступающего в турбину пара 2500С, температура холодильника 300С. Вычислите фактический КПД турбины и сравните его с КПД идеальной тепловой машины, работающей при тех же температурных условиях.
Желаю успеха в самостоятельном решении задач!
Литература Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б.,Сотский Н.Н. Физика 10 класс. – М.: Просвещение, 2007. – 365 с. Касьянов В.А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа, 2006. – 410 с. Волков В.А. Поурочные разработки по физике. 10 класс. – М: Вако, 2006. – 400 с. Рымкевич А.П. Задачник 10 – 11 классы. – М.: Дрофа, 2004. – 188 с. Степанова Г.Н. Сборник задач по физике 10 – 11 классы. – М: Просвещение, 2003. – 287 с. Власова И.Г. Решение задач по физике. Справочник школьника. – М.: «Слово», 1997. – 640 с.
