10 КЛАСС · ТЕРМОДИНАМИКА

Тепловые процессы и КПД

Нагревание, фазовые переходы, адиабатный процесс и тепловая машина.

28 минут21 карточек теории

Открыть интерактивный урок

МАТЕРИАЛ УРОКА

Основные понятия

Теплообмен

Передача внутренней энергии между телами без совершения механической работы над макроскопическим перемещением.

Фазовый переход

Переход вещества между агрегатными состояниями.

Адиабатный процесс

Процесс без теплообмена системы с окружающей средой.

Тепловая машина

Устройство, которое циклически превращает часть полученной теплоты в механическую работу.

МАТЕРИАЛ УРОКА

Физические величины

Удельная теплоёмкость

c

Теплота для изменения температуры единицы массы на один градус.

Единица: джоуль на килограмм-кельвин · $\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{кг}\cdot\mathrm{К}}$

Изменение температуры

\Delta t

Разность конечной и начальной температур.

Единица: градус Цельсия · ${}^\circ\mathrm{C}$

Удельная теплота сгорания

q

Теплота, выделяемая при полном сгорании единицы массы топлива.

Единица: джоуль на килограмм · $\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{кг}}$

Удельная теплота плавления

\lambda

Теплота для плавления единицы массы при температуре плавления.

Единица: джоуль на килограмм · $\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{кг}}$

Удельная теплота парообразования

r

Теплота для превращения единицы массы жидкости в пар при температуре кипения.

Единица: джоуль на килограмм · $\frac{\mathrm{Дж}}{\mathrm{кг}}$

КПД тепловой машины

\eta

Доля теплоты нагревателя, превращённая в полезную работу.

Единица: безразмерная величина

Теплота нагревателя

Q_1

Энергия, полученная рабочим телом от нагревателя.

Единица: джоуль · $\mathrm{Дж}$

Теплота холодильника

Q_2

Энергия, переданная рабочим телом холодильнику.

Единица: джоуль · $\mathrm{Дж}$

Температура нагревателя

T_1

Абсолютная температура горячего резервуара.

Единица: кельвин · $\mathrm{К}$

Температура холодильника

T_2

Абсолютная температура холодного резервуара.

Единица: кельвин · $\mathrm{К}$

МАТЕРИАЛ УРОКА

Формулы урока

Теплота при нагревании

Q=mc\Delta t

Количество теплоты равно произведению массы, удельной теплоёмкости и изменения температуры.

Теплота сгорания

Q=mq

При полном сгорании топлива выделяется теплота, пропорциональная его массе.

Теплота плавления

Q=m\lambda

Теплота плавления при постоянной температуре пропорциональна массе вещества.

Теплота парообразования

Q=mr

Теплота парообразования при постоянной температуре пропорциональна массе жидкости.

Первый закон для адиабатного процесса

Q=0,\quad\Delta U=A\prime

Без теплообмена внутренняя энергия меняется только за счёт работы внешних сил.

Условие: Теплообмен с окружающей средой отсутствует.

КПД тепловой машины

\eta=\frac{A}{Q_1}=\frac{Q_1-Q_2}{Q_1}

КПД равен отношению полезной работы к теплоте нагревателя.

КПД идеальной машины Карно

\eta=\frac{T_1-T_2}{T_1}

Предельный КПД обратимой машины определяется температурами нагревателя и холодильника.

СПРАВОЧНИК

Связанные формулы

Коэффициент полезного действияη · %ТемператураT, t · К, °C Удельная теплоёмкостьc · Дж/(кг·К)

ПРАКТИКА

Задачи по теме

Термодинамика10 класс · 12 задач