Главная > Физика > Методика решения задач по физике в средней школе
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

ГЛАВА 23. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

При изучении данной темы сначала решают задачи о двух способах изменения внутренней энергии (с помощью теплопередачи и путем совершения работы), подобные приведенным в главах 8 и 10.

Далее, используя знания учащихся по кинетической теории газов, следуетрешить ряд задач, с помощью которых можно установить связь между теплоемкости и кинетической энергией молекул. При этом нужно разграничить понятие о теплоемкости при постоянном давлении и теплоемкости при постоянном объеме

Рассматривая работу, необходимую для изменения состояния идеального газа, и работу при расширении газа, следует использовать первое начало термодинамики , которое утверждает, что количество теплоты полученное системой, идет на увеличение ее внутренней энергии и на работу совершаемую по отношению к внешним телам.

Внутренняя энергия идеального газа, которую рассматривают при изучении тепловых явлений, есть кинетическая энергия движения его молекул

Величину находят по известной учащимся формуле где с в зависимости от условий задачи или Для определения работы используют сведения о газовых законах. легко найти аналитически для изобарных процессов Если же давление меняется, то величину работы в общем случае учащиеся могут найти только графически. Это имеет место, например, при изотермических и адиабатических процессах, на которые следует решить ряд графических задач.

1. Изменение внутренней энергии

546. На рисунке 149 показано нагревание до одной и той же температуры одинаковых количеств газа. Одинаковое ли количество теплоты потребовалось для этого? Какой сделать можно вывод о сравнительной величине теплоемкости газа при постоянном давлении и постоянном объеме?

Решение. В первом случае а во втором

547. Какое количество теплоты необходимо для нагревания киломоля одноатомного газа на при постоянном объеме? На что расходуется эта энергия с точки зрения молекулярно-кинетической теории?

Решение. Так как газ не расширяется, Количество теплоты идет на увеличение внутренней энергии газа, в результате чего повышается его температура и увеличивается кинетическая энергия молекул.

Так как

Рис. 149

Молекулярная теплоемкость

Следует подчеркнуть, что молярная теплоемкость при постоянном объеме одинакова для всех одноатомных газов: гелия, неона, аргона и др.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление