3. Хто відкрив перший закон термодинаміки?

Принцип збереження енергії стверджує, що енергія не може бути створена або зруйнована, але вона може переходити з однієї форми в іншу. Отже, у будь якій ізольованій або замкненій системі сума всіх видів енергії залишається незмінною.

Джоуль, Майєр і Гельмгольц довели еквівалентність тепла і ро боти, показавши експериментально, що кожній певній роботі за вжди відповідає певна кількість теплоти.

Робота французького вченого Карно «Міркування про рушійну силу вогню і про машини, здатні розвивати цю силу» відіграла осо бливу роль у розвитку термодинаміки.

Учений писав:

«Тепло — це механічна енергія, що змінила свою форму: це енергія руху частинок тіла. Коли відбувається знищення механіч ної енергії, одночасно виникає теплота в кількості, що точно дорів нює кількості зниклої механічної енергії. І навпаки, у разі зник нення теплоти завжди виникає механічна енергія. Отже, енергія існує в природі в незмінній кількості; вона ніколи не створюється й ніколи не знищується, змінюючи лише свою форму».

Робота Карно була оцінена лише в 1834 р., коли Клапейрон, повторивши міркування Карно, запровадив графічний метод опи су процесів. Теорема Карно ввійшла в термодинаміку як фунда ментальний принцип, а робота Карно, викладена Клапейроном і надрукована в 1843 р. німецькою мовою, послужила відправним пунктом для досліджень В. Томсона і Р. Клаузіуса, що завершили ся відкриттям другого начала термодинаміки.

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. Який знак може мати кожна з величин, що входять у формуль ний запис першого закону термодинаміки? Наведіть приклади, що підтверджують вашу відповідь.

2. Дайте словесне формулювання першому закону термодинамі ки, записаному у вигляді А_г = О - АС/.

3. Чому можна говорити, що система має внутрішню енергію, але не можна сказати, що вона має запас певної кількості теплоти або роботи?

4. Чи можна стверджувати, що робота і кількість теплоти — це де які особливі форми енергії в природі?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Учимося розв'язувати задачі

1. На скільки змінилася внутрішня енергія деякого газу, що здій снив роботу 50 кДж, отримавши кількість теплоти 85 кДж?

2. Обчисліть роботу зовнішніх сил над системою, якщо система віддала кількість теплоти 3,2 кДж, а її внутрішня енергія збіль шилася на 2,2 кДж.

3. Для ізобарного нагрівання газу кількістю речовини 800 моль на 500 К йому передали кількість теплоти 9,4 МДж. Обчисліть ро боту газу і збільшення його внутрішньої енергії.

4. У процесі стискання газу в циліндрі зовнішня сила, що діє на поршень, здійснює роботу в 100 Дж. Чому дорівнює зміна вну трішньої енергії газу, якщо завдяки теплопровідності циліндра він віддає в навколишнє середовище кількість теплоти, що до рівнює 20 Дж?

2. Контрольні запитання

1. Наслідком якого закону є перший закон термодинаміки?

2. Чи може зміна внутрішньої енергії системи бути від'ємною?

3. Чи може внутрішня система залишитися незмінною, якщо вона одночасно бере участь у теплообміні та здійснює роботу?

4. Унаслідок різкого опускання поршня об'єм газу в циліндрі зменшується вдвічі. Чи можна стверджувати, що тиск газу при цьому зростає вдвічі?

Про що ми дізналися на уроці

• Зміна внутрішньої енергії тіла дорівнює сумі кількості тепло ти, переданої тілу, і роботи, здійсненої над тілом:

Ди = Я + А

• Кількість теплоти, передана тілу, дорівнює сумі зміни внутріш ньої енергії тіла і роботи, здійсненої тілом:

Я = Ди+ А..

Домашнє завдання

1. П.:

2. Зб.: р1 — № 18.14; 18.15; 18.22; 18.24;

р2 — № 18.31; 18.32; 18.33; 18.34; р3 — № 18.42; 18.47; 18.49; 18.54.

УРОК 4/58

Тема. Наслідки з першого закону термодинаміки

Мета уроку: систематизувати й поглибити знання учнів про перший

закон термодинаміки в застосуванні його до ізопроцесів. Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

ПЛАН УРОКУ

Контроль знань	5 хв	1. Перший закон термодинаміки. 2. Дайте словесне формулювання першого зако ну термодинаміки, записаного у вигляді Аг = Я - Ди
Демонстрації	3 хв	Зміна температури повітря в процесі адіабат ного розширення
Вивчення нового матеріалу	25 хв	1. Ізохорний процес. 2. Ізотермічний процес. 3. Адіабатний процес. 4. Ізобарний процес
Закріплення вивченого матеріалу	12 хв	1. Учимося розв'язувати задачі. 2. Контрольні запитання

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ