Термодинамика заңдарын қолдану. Физика, 1 сынып, дидактикалық материал.

ТЕРМОДИНАМИКАНЫҢ БІРІНШІ ЗАҢЫН ӘРТҮРЛІ ПРОЦЕСТЕРДЕ ҚОЛДАНУ

 Оқушылар алынған ақпаратты кесте түрінде жазып алады.

 (Комментарийлер: кесте үлгісі презентацияда берілген.).

 Термодинамиканың бірінші заңының көмегімен өтіп жатқан процесс сипаты туралы маңызды қорытындылар жасауға болады. Бір физикалық шама тұрақты болып қалатын әртүрлі процестерді қарастырайық (изопроцестер). Жүйені идеал газ деп есептейік. Бұл ең қарапайым жағдай.

 Изотермиялық процесс.

 Изотермиялық процесс кезінде (Т=const) идеал газдың ішкі энергиясы өзгермейді. Формулаға сәйкес газға берілген барлық жылу мөлшері газдың жұмысына кетеді Q=A'.

 Егер газ жылу алса (Q>0), онда ол оң жұмыс жасайды (А'>0). Егер, керісінше, газ жылуын сыртқы ортаға берсе (термостатқа), онда Q<0 және А'<0. Соңғы жағдайда сыртқы күштердің жұмысы оң болады.

 Изохоралық процесс.

 Изохоралық процесс кезінде газ көлемі өзгермейді, сондықтан газ жұмысы нөлге тең. Газға берілген барлық жылу газдың ішкі энергиясының артуына жұмсалады: ∆U=Q.

 Егер газ қызса, онда Q>0 және ∆U>0, оның ішкі энергиясы артады. Газ салқындағанда, Q<0 және ∆U=U₂-U_l<0, ішкі энергияның өзгерісі теріс және газдың ішкі энергиясы кемиді.

 Изобаралық процесс.

 Изобаралық процесс кезінде (P = const) газға берілген жылу мөлшері оның ішкі энергясын өзгертуге және оның тұрақты қысымда жұмыс жасауына жұмсалады.

 Q=∆U+A′

 Адиабаталық процесс.

 Қоршаған денелермен жылу алмаспайтын жүйеде өтетін процесті қарастырайық.

 Жылулық оқшауланған жүйеде өтетін процесті адиабаталық деп атайды.

 Адиабаталық процесс кезінде Q=0  және ішкі энергияның өзгеру теңдеуіне сәйкес тек жұмыс жасау арқылы ғана жүзеге асады.

 ∆U=A.

 Әрине, жүйені мүлдем жылу өткізбейтін қабықпен қаптау мүмкін емес. Бірақ кейбір жағдайларда шын процестерді адиабаталыққа өте жақын деп қарастыруға болады. Ол үшін процесс барысында жүйе мен қоршаған денелер арасында жылу алмасу елеулі жүріп үлгермейтіндей, процесс өте тез өтуі қажет.