Қазақша рефераттар

Изохоралық процесс

Термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерге қолдану

Бұл сабақта изопроцестер ұғымын жүйелеп, термодинамиканың бірінші заңын әртүрлі жағдайларға қолданамыз. Негізгі назар — жылу мөлшері, ішкі энергияның өзгерісі, жұмыс және жылу сыйымдылығының процестің түріне тәуелділігі.

Білімдік мақсат

Изопроцестер туралы түсінікті тереңдету және бірінші заңды изопроцестерге қолдануды меңгерту.

Дамытушылық мақсат

Оқушыларды өздігінен ғылыми қорытынды жасауға, дәлелді ой айтуға бағыттау.

Тәрбиелік мақсат

Жауапкершілікке, тиянақтылыққа және еңбекқорлыққа тәрбиелеу, ғылыми дүниетанымды қалыптастыру.

Сабақ барысы

I. Ұйымдастыру кезеңі

Сыныптың дайындығын тексеру, сабақтың мақсаты мен күтілетін нәтижелерін нақтылау.

II. Үй тапсырмасын тексеру

Алдыңғы тақырыпты бекіту үшін сұрақ-жауап арқылы талқылау жүргізіледі.

Тақырып бойынша сұрақтар

  • Румфорд, Дэви және Джоуль тәжірибелерінің жылу табиғатын зерттеудегі рөлі қандай?
  • Осы тәжірибелерден кейін қандай қорытындылар жасалды?
  • Майер мен Гельмгольцтың жылулық құбылыстарды зерттеуге қосқан үлесі қандай?
  • Энергияның сақталу және түрлену заңы неліктен әмбебап сипатқа ие?

III. Жаңа ұғымдарды түсіндіру

Изопроцестер — газ күйінің параметрлерінің біреуі тұрақты болатын термодинамикалық процестер. Әр процесс үшін бірінші заңды қолдану жылу алмасу, жұмыс және ішкі энергия байланысын нақты көруге мүмкіндік береді.

Изохоралық процесс (V = const)

Көлем тұрақты болғандықтан газ жұмыс атқармайды: A = 0. Сондықтан берілген жылу толықтай ішкі энергияны өзгертуге жұмсалады: Q = ΔU.

Негізгі идея

Тұрақты көлемдегі меншікті (мольдік) жылу сыйымдылығы CV арқылы өрнектеледі.

Ерекше жағдай

Бір атомды идеал газ үшін CV тұрақты мәнге ие.

Изобаралық процесс (p = const)

Қысым тұрақты болғанда газ кеңейіп (немесе сығылып) жұмыс атқарады. Бірінші заң бұл жерде жылу мөлшерінің екі бөлікке бөлінетінін көрсетеді: Q = ΔU + A.

Бұл процесте мольдік жылу сыйымдылық Cp арқылы сипатталады. Бір атомды идеал газ үшін Cp мәні CV-тан үлкен болады.

Екі атомды идеал газ үшін де ұқсас қағида орындалады, бірақ жылу сыйымдылық мәндері еркіндік дәрежесіне байланысты өзгереді.

Изотермиялық процесс (T = const)

Температура тұрақты болғандықтан идеал газдың ішкі энергиясы өзгермейді: ΔU = 0. Осыдан Q = A шығады.

Бұл процесте газдың жылу сыйымдылығы шексіз үлкен деп қарастырылады (температура өзгермей тұрып, жылу алмасу жүруі мүмкін).

Изохоралық және изобаралық жылу сыйымдылықтарының байланысы

Идеал газ үшін тұрақты қысымдағы мольдік жылу сыйымдылық Cp және тұрақты көлемдегі мольдік жылу сыйымдылық CV арасында белгілі байланыс бар. Бұл байланыс Майер формуласы арқылы өрнектеледі.

Cp

Тұрақты қысым кезіндегі мольдік жылу сыйымдылық.

CV

Тұрақты көлем кезіндегі мольдік жылу сыйымдылық.

Майер формуласы

Cp пен CV айырмасын сипаттайды.

Адиабаталық процесс (Q = 0)

Адиабаталық процесте жылу алмасу болмайды: Q = 0. Бірінші заң бойынша ішкі энергияның өзгерісі газ жұмысының есебінен жүреді: ΔU = −A.

Адиабаталық процесс Пуассон теңдеуімен сипатталады. Сонымен қатар γ = Cp/CV қатынасы жылу сыйымдылықтарының арақатынасын білдіреді.

IV. Есептер шығару

11-жаттығу: №14, №15, №16 есептері.

V. Қорытындылау

Изопроцестер үшін бірінші заңды қолдану арқылы жылу мөлшері, жұмыс және ішкі энергия арасындағы байланыс қорытындыланады. Әр процестің жылу сыйымдылығы әртүрлі болатыны ерекше атап өтіледі.

VI. Бағалау

Оқушының жауаптары мен есеп шығару барысындағы дәлелдері бойынша бағаланады.

VII. Үй тапсырмасы

  • §§5.7, 5.8 оқу
  • 11-жаттығу: №17, №18, №21