Класс предмет Тема урока № урока по программе Дата ФИО педагога 8 физика Первый закон термодинамики, работа газа и пара. ПР №9 «Решение качественных и вычислительных задач»

Необратимость тепловых процессов, второй закон термодинамики 20, 21 18.11.2020

20.11.2020

Мазанбекова Г.Р.

Цели обучения:

рассмотреть применение первого и второго закона термодинамики в процессах

План работы по изучению темы. Ресурсы.

Учебник «Физика, 8 класс» §13 стр 86-87, §14 стр 89-92

Изучи текст §13, §14

Выполни учебное задание

Пример решения задачи

№1.

№2

Учебное задание

1. ответить на вопросы

1) Сформулируйте первый закон термодинамики

2) Какие величины относятся к термодинамическим параметрам? Перечислите их

3) Почему вечный двигатель второго рода невозможен?

2. Реши задачи. Оформляй задачи правильно, смотри образец решения задач

1. В процессе расширения газа от объема 0,3 м3 до 600 л была совершена работа 400 Дж. При каком давлении находился газ, если в процессе работы оно не поменялось?

2. При изотермическом расширении идеальным газом совершена работа 15 кДж. Какое количество теплоты сообщено газу

Пояснение:

Задания необходимо выполнить в тетради, сфотографировать и отправить учителю на проверку в WhatsApp

Срок сдачи работы: пятница (20 ноября)

​

а) Чтобы найти количество теплоты, которое отдаёт вода, охлаждаясь до 0°C, мы можем использовать формулу для вычисления теплоты Q:

Q = m × c × ΔT,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоёмкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В данной задаче у нас есть вода массой 2 кг и температурой 30°C. Мы хотим узнать, сколько теплоты она отдаст при охлаждении до 0°C. Так как вода охлаждается, то ΔT будет отрицательным (-30°C - 0°C = -30°C).

Удельная теплоёмкость воды обычно составляет около 4,18 Дж/г * °C. Чтобы достичь единицы массы, нужно преобразовать массу вода в граммы, используя соотношение 1 кг = 1000 г.

Теперь можно решить задачу:

m1 = 2 кг × 1000 г/кг = 2000 г
c1 = 4,18 Дж/г * °C
ΔT1 = -30°C - 0°C = -30°C

Q1 = 2000 г × 4,18 Дж/г * °C × -30°C = -250 800 Дж

Таким образом, количество теплоты, которое отдаёт вода при охлаждении до 0°C, равно -250 800 Дж.

б) Чтобы найти количество теплоты, которое надо передать льду для того, чтобы он растаял полностью, мы также можем использовать формулу Q = m × L, где L - теплота плавления.

У нас есть лёд массой 1 кг. Теплота плавления воды составляет около 334 Дж/г.

m2 = 1 кг × 1000 г/кг = 1000 г
L = 334 Дж/г

Q2 = 1000 г × 334 Дж/г = 334 000 Дж

Таким образом, количество теплоты, которое надо передать льду, чтобы он полностью растаял, равно 334 000 Дж.

в) Чтобы найти массу воды в сосуде после установления теплового равновесия, мы можем использовать закон сохранения массы.

Исходная общая масса воды и льда равна 2 кг + 1 кг = 3 кг.

После того, как лёд растает, его масса будет равна 0 кг.

Масса воды после установления теплового равновесия будет равна 2 кг + 0 кг = 2 кг.

Таким образом, масса воды в сосуде после установления теплового равновесия будет равна 2 кг.

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон Ома и закон Кирхгофа для тока.

1) Рассмотрим, как токи распределяются в цепи до замыкания контакта S.

Пусть I1 обозначает ток через резистор R1, I2 - ток через резистор R2, и I3 - ток через резистор R3.

Используя закон Ома, мы можем записать следующие уравнения:

U = R1 * I1 (1)
U = R2 * I2 (2)
U = R3 * I3 (3)

2) Теперь рассмотрим, как токи распределяются в цепи после замыкания контакта S.

После замыкания контакта S, резисторы R2 и R3 становятся параллельно подключенными. Обозначим общий ток через эту параллельную ветвь как I23.

Используя закон Ома, мы можем записать следующие уравнения:

U = R1 * I1 (1)
U = (R2 || R3) * I23 (4) где "||" обозначает параллельное подключение резисторов.

3) Теперь, мы можем решить эти уравнения, используя метод решения системы уравнений.

Из уравнения (1) и (2), мы можем выразить I1 и I2 через U, R1 и R2:

I1 = U / R1 (5)
I2 = U / R2 (6)

Подставим I2 в уравнение (4):

U = (R2 || R3) * I23
U = [(1/R2 + 1/R3)^(-1)] * I23 (7)

Теперь, мы можем найти I23, подставив уравнения (5) и (7) в (2):

U = [(1/R2 + 1/R3)^(-1)] * I23
U = [(1/3 + 1/6)^(-1)] * I23
110 = [(2/6 + 1/6)^(-1)] * I23
110 = (3/6)^(-1) * I23
110 = 2 * I23
I23 = 110 / 2
I23 = 55 А

Теперь, мы можем найти I1, используя уравнение (5):

I1 = U / R1
I1 = 110 / 8
I1 = 13.75 А

Используя уравнение (6), мы можем найти I2:

I2 = U / R2
I2 = 110 / 3
I2 = 36.67 А

Только осталось найти I3. Поскольку I23 представляет собой общий ток для параллельной ветви с R2 и R3, можем найти I3, используя уравнение (7):

U = [(1/R2 + 1/R3)^(-1)] * I23
110 = [(1/3 + 1/6)^(-1)] * I23
110 = (2/6)^(-1) * I23
110 = 2 * I23
I23 = 110 / 2
I23 = 55 А

Таким образом, ток в ветви, содержащей резистор R1, равен 13.75 А; в ветви, содержащей резистор R2, равен 36.67 А; и в ветви, содержащей резистор R3, равен 55 А, после замыкания контакта S.