Работа. В термодинамике работа - это взаимодействие системы с внешними объектами, в результате чего изменяются параметры системы

Урок. Физика - 10 класс.

Тема: Внутренняя энергия. Работа в термодинамике.

Цели урока: повторить понятие внутренней энергии и способы ее изменения, вывести формулу для определения внутренней энергии идеального газа, рассмотреть изменение внутренней энергии во всех изопроцессах происходящих в идеальном газе, раскрыть физическую и геометрическую сущность работы в термодинамике

Ход урока

Постановка целей урока.

2. Актуализация опорных знаний

- изотермический газовый процесс

- изобарный газовый процесс

- изохорный газовый процесс

Первичное усвоение нового материала

КЛАССНАЯ РАБОТА: Выписать определения и формулы в тетрадь, фото конспектов отправляем мне в личные сообщения

Внутренняя энергия. Суммарную энергию движения и взаимодействия всех частиц, из которых состоит тело, называют внутренней энергией тела.

-Способы изменения внутренней энергии - демонстрационные опыты.

ВЫВОД: внутреннюю энергию тела можно изменить, совершая над телом работу.

Если работу совершаем мы над телом, то внутренняя энергия увеличивается, а если работу совершает само тело, то внутренняя энергия уменьшается.

Можно изменить внутреннюю энергию не совершая над ним работы.

ВЫВОД: внутреннюю энергию тела можно изменить путем теплопередачи.

Любое тело (газ, жидкость или твердое) обладает энергией, даже если кинетическая и потенциальные энергии самого тела нулевые. То есть тело не имеет скорости и находится на Земле. Эта энергия называется внутренней, обусловлена она движением и взаимодействием частиц, из которых состоит тело. Внутренняя энергия состоит из кинетической и потенциальной энергии частиц поступательного и колебательного движений, из энергии электронных оболочек атомов, из внутриядерной энергии и энергии электромагнитного излучения.

Внутренняя энергия зависит от температуры. Если изменяется температура, значит, изменяется внутренняя энергия.

Работа. В термодинамике работа - это взаимодействие системы с внешними объектами, в результате чего изменяются параметры системы.

Рассмотрим цилиндр с идеальным газом, который находится под подвижным поршнем. Пусть внешняя сила, действующая на поршень, перемещает его из состояния 1 в состояние 2

Работа силы равна . Со стороны газа на поршень действуют сила, равная произведению давлению газа на поршень и площадь сечения поршня . Подставив вторую формулу в первую, получим .

Знак "-" в формуле означает, что при уменьшении объема (как в нашем примере, ) работа внешних сил положительная. И наоборот, когда газ расширяется, работа внешней силы, удерживающей поршень, отрицательная.

Графическое определение работы. Строим график процесса p(V). Определяем на графике точки, которые соответствуют состоянию системы в 1 и 2 состояниях. Площадь фигуры под графиком - есть термодинамическая работа самой системы.