Презентация на тему: Основы термодинамики

Основы термодинамики
Внутренняя энергия
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа
Способы изменения внутренней энергии
Работа в термодинамике
Геометрический смысл работы
Модель. Работа газа
Количество теплоты
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики
Адиабатический процесс
Тепловые двигатели
Термодинамический цикл
Тепловой двигатель
Идеальная тепловая машина
Второй закон термодинамики
Процессы, запрещаемые 1 законом термодинамики
Процессы, запрещаемые 2 законом термодинамики
1/18
Средняя оценка: 4.6/5 (всего оценок: 70)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (388 Кб)
1

Первый слайд презентации: Основы термодинамики

Выполнили: студенты гр. МП-21 Мамонтов В.В., Исназаров Р. К. Проверила: Степанович Екатерина Юрьевна

Изображение слайда
2

Слайд 2: Внутренняя энергия

Сумма кинетических энергий хаотического движения всех частиц тела относительно центра масс тела (молекул, атомов) и потенциальных энергий их взаимодействия друг с другом называется внутренней энергией. Кинетическая энергия частиц определяется скоростью, а значит - температурой тела. Потенциальная - расстоянием между частицами, а значит - объемом. Следовательно: U=U(T,V) - внутренняя энергия зависит от объема и температуры. 2

Изображение слайда
3

Слайд 3: Внутренняя энергия одноатомного идеального газа

Для идеального газа: U=U(T), т.к. взаимодействием на расстоянии пренебрегаем или Внутренняя энергия одноатомного идеального газа: 3 R - универсальной газовой постоянной ν - количество вещества

Изображение слайда
4

Слайд 4: Способы изменения внутренней энергии

Совершение работы А над телом ( U увелич.) самим телом ( U уменьш.) Теплопередача Q Виды теплопередачи : теплопроводность конвекция излучение 4

Изображение слайда
5

Слайд 5: Работа в термодинамике

По третьему закону Ньютона: Работа внешних сил над газом: Работа газа: 5

Изображение слайда
6

Слайд 6: Геометрический смысл работы

Работа численно равна площади под графиком процесса на диаграмме (p, V). Величина работы зависит от того, каким путем совершался переход из начального состояния в конечное. 6

Изображение слайда
7

Слайд 7: Модель. Работа газа

Модель. Работа газа 7 Внутренняя энергия тела может изменяться не только в результате совершаемой работы, но и вследствие   теплообмена. При тепловом контакте тел внутренняя энергия одного из них может увеличиваться, а другого – уменьшаться. В этом случае говорят о тепловом потоке от одного тела к другому.   Количеством теплоты   Q, полученным телом, называют изменение внутренней энергии тела в результате теплообмена. Передача энергии от одного тела другому в форме тепла может происходить только при наличии разности температур между ними. Тепловой поток всегда направлен от горячего тела к холодному.

Изображение слайда
8

Слайд 8: Количество теплоты

Q = cm(t 0 2 -t 0 1 ) – нагревание (охлаждение) Q =   m - плавление (отвердевание) Q =  Lm - парообразование (конденсация) Q = qm – сгорание топлива 8 где  - удельная теплота плавления(отвердевания) L - удельная теплота парообразования (конденсации) Q - количество выделившейся теплоты ( Дж ), q - удельная теплота сгорания ( Дж/кг ), m - масса сгоревшего топлива ( кг ).

Изображение слайда
9

Слайд 9: Первый закон термодинамики

Обмен энергией между термодинамической системой и окружающими телами в результате теплообмена и совершаемой работы 9

Изображение слайда
10

Слайд 10: Первый закон термодинамики

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: Если А - работа внешних сил, а А' - работа газа, то А = - А' (в соответствии с 3-м законом Ньютона). Тогда: другая форма записи первого закона термодинамики 10

Изображение слайда
11

Слайд 11: Адиабатический процесс

Модель. Адиабатический процесс 11

Изображение слайда
12

Слайд 12: Тепловые двигатели

Машины, преобразующие внутреннюю энергию в механическую работу, называют тепловыми двигателями 12

Изображение слайда
13

Слайд 13: Термодинамический цикл

Круговой процесс на диаграмме (p, V). 13 Реально существующие тепловые двигатели (паровые машины, двигатели внутреннего сгорания и т. д.) работают циклически. Процесс теплопередачи и преобразования полученного количества теплоты в работу периодически повторяется. Для этого рабочее тело должно совершать круговой процесс или термодинамический цикл, при котором периодически восстанавливается исходное состояние. Круговые процессы изображаются на диаграмме (p, V) газообразного рабочего тела с помощью замкнутых кривых. При расширении газ совершает положительную работу A1, равную площади под кривой abc, при сжатии газ совершает отрицательную работу A2, равную по модулю площади под кривой cda. Полная работа за цикл A = A1 + A2 на диаграмме (p, V) равна площади цикла. Работа A положительна, если цикл обходится по часовой стрелке, и A отрицательна, если цикл обходится в противоположном направлении.

Изображение слайда
14

Слайд 14: Тепловой двигатель

КПД теплового двигателя Кпд реальных двигателей: турбореактивный - 20 -30%; карбюраторный - 25 -30%, дизельный - 35-45%. Энергетическая схема тепловой машины: 1 – нагреватель; 2 – холодильник; 3 – рабочее тело, совершающее круговой процесс. 14

Изображение слайда
15

Слайд 15: Идеальная тепловая машина

Идеальная тепловая машина - машина Карно (Сади Карно, Франция, 1815) Машина работает на идеальном газе. 1 - 2 - при тепловом контакте с нагревателем газ расширяется изотермически. 2 -3 - газ расширяется адиабатно. После контакта с холодильником: 3 -4 - изотермическое сжатие. 4 -1 - адиабатное сжатие. КПД идеальной машины: Теорема Карно: кпд реальной тепловой машины не может быть больше кпд идеальной машины, работающей в том же интервале температур. 15

Изображение слайда
16

Слайд 16: Второй закон термодинамики

Второй з-н термодинамики указывает направление возможных энергетических превращений и тем самым выражает необратимость процессов в природе. Формулировка Р. Клаузиуса: невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обеих системах или окружающих телах. Формулировка У. Кельвина: невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы получение работы за счет теплоты, взятой от одного источника. Невозможен тепловой вечный двигатель второго рода, т.е. двигатель, совершающий механическую работу за счет охлаждения какого-либо одного тела. 16

Изображение слайда
17

Слайд 17: Процессы, запрещаемые 1 законом термодинамики

Циклически работающие тепловые машины, запрещаемые первым законом термодинамики: 1 – вечный двигатель 1 рода, совершающий работу без потребления энергии извне; 2 – тепловая машина с коэффициентом полезного действия η > 1 17

Изображение слайда
18

Последний слайд презентации: Основы термодинамики: Процессы, запрещаемые 2 законом термодинамики

Процессы, не противоречащие первому закону термодинамики, но запрещаемые вторым законом: 1 – вечный двигатель второго рода; 2 – самопроизвольный переход тепла от холодного тела к более теплому (идеальная холодильная машина) 18

Изображение слайда