значно більше швидкості теплообміну газу з зовнішніми тілами.
Рішення задач на застосування першого закону термодинаміки до найпростіших процесам, вчиненим ідеальним газом, є дуже важливим елементів вивчення основ термодинаміки, оскільки дає можливість закріпити теоретичний матеріал з даної теми, застосовуючи його в конкретних фізичних ситуаціях; дозволяє здійснити ефективне повторення матеріалу, який стосується рівняння Клапейрона-Менделєєва і ізопараметричних газових процесів; сприяє формуванню модельних уявлень і їх підготовці до вивчення теми Теплові двигуни .
У деяких завданнях моделювання системи і газових процесів виконано їх укладачами. Однак у багатьох завданнях моделювання повинен здійснити той, хто вирішує завдання. Рішення саме таких завдань у максимальному ступені сприяє формуванню модельних уявлень.
У всіх завданнях, в яких мова йде про реальні газах, необхідно обґрунтовувати можливість застосування моделі ідеальний газ raquo ;. При цьому в задачах, газ може бути одноатомен, двоатомний і багатоатомним, а в задачах, в якості системи повинні, як правило, виступати одноатомні гази. Така відмінність обумовлює використання різних моделей молекул і, як наслідок, застосування різних формул для визначення внутрішньої енергії газів.
неінваріантни елементом є модель газового процесу. У різних завданнях в якості моделей виступають ізотермічний, ізохорний, ізобарний і Адіабатний процеси.
Відповідно до зазначених моделями системи і процесів при вирішенні завдань повинні використовувати одну з таких моделей фізичних ситуацій:
. Теплообмін ідеального газу із зовнішніми тілами, що відбувається в ході ізотермічного процесу, що протікає при постійній масі газу.
. Теплообмін ідеального газу із зовнішніми тілами, що відбувається в ході ізохорного процесу, що протікає при постійній масі газу.
. Зміна внутрішньої енергії ідеального газу, обумовлене його адіабатних розширенням або стисненням, що протікає при постійній масі газу.
. Теплообмін ідеального газу із зовнішніми тілами, що відбувається в ході ізобарного процесу, що протікає при постійній масі газу.
При вивченні першого закону термодинаміки треба продовжити формування уявлення про те, що внутрішня енергія ідеального газу є функцією стану, залежної тільки від абсолютної температури газу, а робота і кількість теплоти - величини, що залежать від характеру процесу.
Робота, кількість теплоти, зміна внутрішньої енергії відносяться до числа скалярних алгебраїчних величин. Тому, приступаючи до вирішення завдань, варто згадати, як визначаються знаки цих величин.
Методика розв'язування задач з термодинаміки
Перший закон термодинаміки. Застосування першого закону термодинаміки до найпростіших газовим процесам.
Завдання на застосування первого закону термодинаміки до різних процесів в ідеальному газі можна розділити на прямі і зворотні . До прямих віднесемо завдання, в яких потрібно визначити роботу, кількість теплоти, зміна внутрішньої енергії газу, тобто величини, що входять в рівняння першого закону термодинаміки. Зворотними вважатимемо завдання, в яких необхідно обчислити масу газу, молярну масу, параметри стану газу або їх зміни.
Рішення зворотних задач принципово не відрізняється від розв'язання прямих задач, тому можна обмежитися аналізом закономірностей розв'язання прямих, завдань.
У всіх завданнях в якості моделі системи виступає ідеальний газ. Неінваріантни елементом є модель процесу. У різних завданнях моделями є ізотермічний, ізохорний, ізобарний і Адіабатний процеси. У відповідності з цими моделями процесів можна виділити такі моделі фізичних ситуацій:
. Теплообмін одноатомного ідеального газу із зовнішніми тілами, що відбувається в ході ізотермічного процесу, що протікає при постійній масі газу.
. Теплообмін одноатомного ідеального газу із зовнішніми тілами, що відбувається в ході ізохорного процесу, що протікає при постійній масі газу.
. Зміна внутрішньої енергії одноатомного ідеального газу, обумовлене його адіабатних розширенням або стисненням, що протікає при постійній масі газу.
. Теплообмін одноатомного ідеального газу із зовнішніми тілами, що відбувається в ході ізобарного процесу, що протікає при постійній масі газу.
Відомо, що вид завдання визначається моделлю фізичної ситуації. Отже, в даному випадку мова повинна йти про чотирьох видах завдань.
У середній школі не вивчають формулу роботи, що здійснюється ідеа...
