Термодинамиканың бірінші бастамасы. Бастамасын түрлі жылулық процестерге қолдану.

                                                 Сабақ жоспары №19

                                                Пәннің аты:   Физика                                          

Сабақ өткізілетін күн

Сабақ өткізілетін топ:  

Сабақтың тақырыбы: Термодинамиканың бірінші бастамасы. Бастамасын түрлі жылулық процестерге қолдану.

Сабақтың мақсаты: 1.Білімділік мақсаты: қайтымды және қайтымсыз құбылыстар ұғымын беру және оның салдары ретінде термодинамиканың екінші заңын тұжырымдау жылу қозгалтқыштарының жұмыс істеу принциптерінің физикалық мәнін ашып көрсету;

2.Дамытушылық мақсаты: Оқушылардың білім деңгейін және білім мазмұнының тұрақтылығы мен оны игерудегі іскерлік пен дағдыны бақылау.

3.Тәрбиелік мақсаты: Адамгершілікке, ұқыптылыққа, алғырлыққа, отансүйгіштікке, табиғатты аялауға, сыйластық пен әдептілікке баулу.

Сабақтың түрі:жаңа білімді қалыптастыру, жалпылау

Сабақтың әдіс-тәсілдері: Әңгіме, лекция, кітаппен жұмыс.

Сабақтың көрнекіліктері: электрондық оқулық

Сабақтың барысы:

І. Ұйымдастыру кезеңі:

  1. Сәлемдесу;
  2. Оқушыларды түгендеу;
  3. Сынып болмесінің тазалығын тексеру;
  4. Оқушылардың сабаққа дайындығын тексеру (жұмыс орны, отырыстары, сыртқы түрлері);
  5. Оқушылардың назарын сабаққа аудару.

ІІ. Үй тапсырмасын тексеру, қайталау.А) теориялық білімдерін тексеру.

Б) есептерін тексеру.

ІІІ. Білімді жан-жақты тексеру.Термодинамиканың бірінші заңы қалай тұжырымдалады?

  1. Изопроцестер дегеніміз не?
  2. Газдың және будың ұлғайғандағы жұмысы.
  3. ТД-ның бірінші заңынан туындайтын салдарлар.

ІV. ДК.Жаңа материалды меңгерту: Энергияның сақталу заңы, оның мөлшерiнiң өзгермейтiндiгiн жариялағанымен, бұнда қандай энергетикалық түрленулердiң шын мәнiнде мүмкiн болатындығын көрсетпейдi. Табиғаттағы процесстердiң барлығы тек белгiлi бiр бағытта ғана өтедi. Олар өз бетiнше керi бағытта жүзеге асырылмайды.Өз бетiнше тек бiр бағытта ғана өтетiн процестердi қайтымсыз процестер деп атайды; керi бағытта олар өздерiн тек қана күрделiрек процесстер тiзбегiнiң бiр звеносы ретiнде ғана көрсете алады.

                                        Термодинамиканың І заңын процестерге қолдану

1) Изотермиялық процесс.

Изотермиялық процесс кезінде жүйенің ішкі энергиясының өзгерісі нольге тең және жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің сыртқы денелермен жұмыс атқаруына жұмсалады.

Изотермиялық процесс кезіндегі атқарылатын жұмысты анықтайық.

.

Менделеев-Клапейрон теңдеуінен газ қысымын өрнектейік:

 

2) Изохоралық процесс.

Изохоралық процесс кезінде газ жұмыс нольге тең және жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясын өзгертуге жұмсалады.

Ішкі энергия өзгерісі      ,

мұндағы: — тұрақты көлемдегі мольдік жылу сыйымдылығы.

3) Изобаралық процесс.

Изобаралық процесс кезінде термодинамиканың жүйеге берілген жылу мөлшері жүйенің ішкі энергиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы денелермен жұмыс атқаруына жұмсалады:

немесе

Жүйеге берілген жылу мөлшері:,

мұндағы:- тұрақты қысымдағы мольдік жылу сыйымдылығы.

Ішкі энергия мен термодинамикалық жұмыс келесі формулалармен өрнектелетінін ескерсек:

және

термодинамиканың 1-заңы мына түрде жазылады:

 

.

 

екенін ескерсек

 

-ға теңдіктің екі жағын бөлсек

 

Майер формуласын аламыз:  .

Газдың тұрақты қысымдағы және тұрақты көлемдегі мольдік жылу сыйымдылықтарының айырмасы универсал газ тұрақтысына тең.

Cтұрақты қысымдағы мольдік жылу сыйымдылығы әрқашан CV тұрақты көлемдегі мольдік жылу сыйымдылығынан үлкен болады (сурет).

 

Сурет

ΔT = T2 – T1 температураға газдықыздырудың екі мүмкін процесі. p = const жағдайында газ

A = p1(V2 – V1) жұмысын атқарады.

Сол себепті Cp > CV.

 

4) Адиабаталық процесс.

Сыртқы ортамен жылу алмаспай жүретін процесс адиабаталық процесс деп аталады.

 

Адиабаталық процесті сипаттайтын теңдеу Пуассон теңдеуі деп аталады.

 

,

мұндағы: — Пуассон коэфиценті немесе адиабата көрсеткіші.

Адиабаталық процесті сипаттайтын графикті адиабата деп атайды.

 

Адиабаталық процесс кезінде атқарылатын жұмыс

.

 

5) Политроптық процестер

Политроптық процестер деп жүруі кезінде жылу сыйымдылығы тұрақты болып қалатын процестерді  айтады.

Политроп теңдеуі-

мұндағы:  — политроп көрсеткіші.

Жылу сыйымдылығы мен политроп көрсеткішінің арасындағы байланыс:

.

Кестеде әр түрлі процестер кезіндегі  және  мәндері көрсетілген

 

Процестер
Изотермиялық 1
Изобаралық 0
Изохоралық
адиабаталық 0

 

Бақылау сұрақтары

  1. Ішкі энергия қалай есептелінеді?
  2. Термодинамикада жұмыс қалай анықталады?
  3. Термодинамиканың І заңы қалай айтылады?
  4. Жылу сыйымдылығының, меншікті жылу сыйымдылығының және

мольдік жылу сыйымдылығының анықтамасын беріңіз.

  1. Майер формуласын беріңіз.
  2. Термодинамиканың І заңын изопроцестерге қолданыңыз.
  3. Қандай процесс адиабаталық деп аталады?
  4. Адиабата көрсеткіші қандай шамаларға тәуелді?