1. Вступительная часть 1-2 мин

2. Опрос 15 мин

3. Решение задач 25 мин

4. Задание на дом 2-3 мин

II. Опрос фундаментальный:

1. Применения первого начала термодинамики в изопроцессах.

2. Адиабатный процесс.

Задачи:

1. Какое количество теплоты потребовалось подвести к молю идеального одноатомного газа при его изобарном нагревании, если в процессе нагревания газ совершил работу 10 Дж? (25Дж) Вопрос: Для идеального одноатомного газа работа в изобарном процессе составляет 2/5 от подведенного количества теплоты, а для двухатомного газа сколько?

2. В сосуде емкостью 2 л находится кислород под давлением 1 атм. Стенки сосуда могут выдержать давление до 10 атм. Какое максимальное количество теплоты можно сообщить газу?

3. В теплоизолированном герметичном сосуде находится два моля идеального одноатомного газа при температуре 300 К и нормальном атмосферном давлении. Найти давление газа после включения на три минуты небольшого электронагревателя мощностью 16,6 Вт, помещенного в сосуд.

4. Оцените верхний предел температуры аргона, подвергающегося сжатию поршнем-пулей в цилиндре-стволе, если пуля массой 100 г влетает в ствол, имеющий объем 200 см³, с начальной скоростью 250 м/с. Начальная температура газа 300 К, давление 1 атм.

5. Вертикальный цилиндр разделен поршнем массы m. Над поршнем вакуум, а ниже поршня газообразный гелий. К газу подводится тепловая мощность N, при этом поршень поднимается с постоянной скоростью. Найдите эту скорость. Трением пренебречь.

Вопросы:

1. Почему ветер, дующий с гор, как правило, сухой и горячий, ведь в горах холодно и влажно?

2. Прогретый у земной поверхности влажный воздух поднимается вверх. Совершает ли он при этом работу? Как изменяется его внутренняя энергия? Каковы последствия этого процесса?

3. В каком случае при сжатии газа в цилиндре до одного и того же конечного объема совершается большая работа: при медленном перемещении поршня или при быстром? Цилиндр не теплоизолирован.

4. Можно ли указать процесс, в котором газ нагревается, отдавая тепло?

5. Сжимая газ адиабатно, мы совершаем работу. Увеличивается ли при этом потенциальная энергия молекул газа?

6. Откуда получает энергию заметающая вода, разрывая трубы парового отопления?

7. Всегда ли подведение тепла к системе приводит к увеличению её внутренней энергии?

8. Почему в формирующейся туче возникают мощные восходящие потоки?

9. Почему нисходящие потоки в зрелой туче не прекращаются и тем самым вызывают ее разрушение?

10. Почему при увеличении внешнего давления температура кристаллизации воды понижается, а температура плавления льда наоборот повышается?

З адачи:

1. Один моль идеального одноатомного газа находится при нормальных условиях. Какое количество теплоты надо сообщить газу, чтобы провести процесс, показанный на рисунке (n = 2)?

2. Два моля идеального одноатомного газа находятся в равновесном состоянии при температуре 250 К.

Газ сначала нагревают изобарно, а затем – изохорно. В результате давление газа увеличивается на 20%, а объем увеличивается в 1,5 раза. Какова работа газа? Какое количество теплоты он получил в этих двух процессах?

3. Внутри откаченной до глубокого вакуума установки находится герметичный теплоизолированный цилиндрический сосуд, заполненный идеальным одноатомным газом. Сосуд закрыт сверху теплонепроницаемым поршнем. Газ занимает при этом объем V. На поршень ставят гирю той же массы, что и масса поршня. Найти объем газа в новом положении равновесия.

4. Г елий расширяется в процессе 1 - 2, в котором его давление пропорционально объему, от температуры Т до температуры 1,2 Т. Затем гелий расширяется изобарно в процессе 2 - 3 до температуры 1,5 Т. Найти отношение количеств теплоты, полученных газом в процессах 2 - 3 и 1 - 2.

5. Процесс расширения одного моля газа изображен на рисунке. Найти количество теплоты, полученное газом и максимальную температуру газа в этом процессе.

6. В теплоизолированном сосуде, стоящем на столе, находится под поршнем в равновесии идеальный одноатомный газ. Поршень массой m находится на расстоянии L от дна сосуда и прикреплен ко дну пружиной жесткости к. Пружина не напряжена, сверху над поршнем вакуум. К газу через нагреватель Н подводится количество теплоты Q. На какое расстояние переместится поршень? Трением поршня о стенки сосуда, теплоемкостью пружины и поршня пренебречь.

IV. Упр. 6 №7, 11, 12

1. Вообразите мир, в котором не выполняется первый закон термодинамики. Чем еще интересен этот мир?

2. С какой высоты должен падать парашютист без парашюта в вакууме, чтобы от него не осталось мокрого места?

3. Вы надежно закрыли отверстие велосипедного насоса и изо всех сил быстро сжали в нем воздух. Оцените максимальную температуру воздуха в насосе, которую можно получить в этом случае.

4. Найти температуру газа при максимальном сжатии, если поршню массы m сообщили скорость υ. Система теплоизолирована. Начальные Р, Т и V известны.

I

ТЕПЛОЕМКОСТЬ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

ЦЕЛЬ УРОКА: Развить представления учащихся о теплоемкости идеального газа и способах

расчета количества теплоты в изопроцессах.

ТИП УРОКА: Лекция.

ОБОРУДОВАНИЕ:

ПЛАН УРОКА: