Презентация Теплоемкости газов. Термодинамические процессы онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Теплоемкости газов. Термодинамические процессы абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 33 слайда. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:33 слайда
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:568.00 kB
- Просмотров:120
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№1 слайд
Содержание слайда: ТНиС 03
● Теплоемкости газов
● Термодинамические процессы
№2 слайд
Содержание слайда: Теплоемкости газов
Теплоемкость – это теплота, которую надо подвести к
единичному количеству вещества, чтобы увеличить его
температуру на 1 К.
Различают теплоемкости:
● массовую c, Дж/(кг·К) – Q=mcΔT;
● объемную c’, Дж/(м³·К) – Q=V0c’ΔT;
● мольную (μс), Дж/(кмоль·К) – Q=M(μс)ΔT,
№3 слайд
Содержание слайда: Соотношения между теплоемкостями
где Q – теплота, Дж;
m – масса газа, кг;
V0 – объем газа при нормальных физических
условиях, м³;
M – число кило молей газа.
Соотношения между теплоемкостями:
c=(μс)/μ;
c’=(μс)/(μv)0=(μс)/22,4;
c’=cρ0.
№4 слайд
Содержание слайда: Теплоемкости смесей газов
Чтобы повысить температуру смеси газов на ΔT К, надо
на столько же нагреть каждый из ее компонентов:
; .
Поделим:
каждое уравнение на ΔT;
левое выражение на массу смеси m;
правое – на объем смеси при нормальных условиях V0.
№5 слайд
Содержание слайда: Массовая, объемная и мольная теплоемкости
Учтем, что:
mi /m=gi – массовая доля компонента;
V0i /V0=ri – объемная доля компонента.
Тогда соответственно массовая, объемная и мольная
теплоемкости смеси:
; ; .
Два последних выражения похожи, так как мольная
и объемная доли равнозначны.
№6 слайд
Содержание слайда: I закон термодинамики
для изохорного и изобарного процессов
№7 слайд
Содержание слайда: Теплоемкости cp и cv
№8 слайд
Содержание слайда: Показатель адиабаты
А отношение теплоемкостей cp и cv– показатель адиабаты:
k=cp /cv.
Одноатомные газы: k=1,67;
двухатомные газы: k=1,41;
трех- и многоатомные газы: k=1,29.
№9 слайд
Содержание слайда: Истинная теплоемкость
На графике представлены зависимости
теплоемкостей от температуры:
1 – одноатомных газов: c=a=Const;
2 – двухатомных газов: c=a+bt;
3 – многоатомных газов: c=a+bt+dt².
Истинная теплоемкость: c=dq/dt.
№10 слайд
Содержание слайда: Средняя теплоемкость
двухатомных газов
Теплота, подведенная к двухатомному газу,
запишется как dq=cdt, или в интегральном виде:
.
С учетом того, что
t22 – t12 = (t2 – t1)(t2 + t1),
средняя теплоемкость:
cm t1t2=a+b(t1 + t2)/2.
№11 слайд
Содержание слайда: Определение теплоемкостей
по формулам и таблицам
На предыдущих слайдах были приведены формулы
истинных и средних теплоемкостей газов, в которых
константы a, b, d для каждого газа можно найти в
справочниках.
В справочниках также приводятся посчитанные по этим
формулам значения истинных (при температуре t) и
средних теплоемкостей разных газов в диапазоне
температур от 0 до t.
№12 слайд
Содержание слайда: Табличные теплоемкости
Теплоту, подведенную к газу в
процессе 1-2 можно выразить как:
q1-2=q5-2–q5-1=
=пл.52305–пл.51405 =
=cm0t2t2–cm0t1t1=cm t1t2(t2–t1),
то есть средняя теплоемкость:
cm t1t2=(cm 0t2t2–cm 0t1t1)/(t2–t1).
№13 слайд
Содержание слайда: Средние мольные теплоемкости
(μс)р, кДж/(кмоль·К)
№14 слайд
Содержание слайда: Термодинамическая поверхность идеального газа
№15 слайд
Содержание слайда: Термодинамическая поверхность воды
№16 слайд
Содержание слайда: Термодинамические процессы
Изохорный – процесс при неизменном объеме газа:
v=сonst.
Изобарный – при постоянном давлении газа:
p=сonst.
Изотермический – при постоянной температуре газа:
T=сonst.
Адиабатный – без теплообмена между газом и
окружающей средой:
q=0.
Политропный – процесс без ограничений.
№17 слайд
Содержание слайда: Исследование
термодинамических процессов
Чтобы выявить основные закономерности изменения
состояния газа и особенностей превращения энергии,
выполняется исследование термодинамических процессов
по единой методике:
1. Выводится уравнение процесса;
2. Приводится pv-диаграмма процесса;
3. Выводятся соотношения между параметрами p,v,T;
4. Определяется изменение внутренней энергии газа по
единой формуле, Дж/кг:
Δu=cvΔT;
№18 слайд
Содержание слайда: Методика исследования
термодинамических процессов
5. Находится работа газа против внешних сил .
6. Определяется теплота, подведенная к газу:
● по I закону термодинамики
q=Δu+l;
● или через теплоемкость
q=c(t2-t1),
где c – массовая теплоемкость газа в данном процессе;
7. Находится энергетический коэффициент φ=Δu/q,
показывающий долю теплоты, затраченной на изменение
внутренней энергии.
№19 слайд
Содержание слайда: Исследование изохорного процесса
№20 слайд
Содержание слайда: Изохорный процесс
№21 слайд
Содержание слайда: Исследование изобарного процесса
№22 слайд
Содержание слайда: Изобарный процесс
4. Изменение внутренней энергии: Δu=cvΔT.
5. Работа:
=p(v2-v1)=R(T2-T1).
6. Теплота: из I закона термодинамики – q=Δu+l
или через теплоемкость – q=cpΔT.
7. Энергетический коэффициент:
φ=Δu/q=cvΔT/cpΔT=1/k.
№23 слайд
Содержание слайда: Преобразование выражения
I закона термодинамики
Запишем выражение I закона термодинамики и преобразуем
его следующим образом:
dq=du+pdv+vdp-vdp=
=du+d(pv)-vdp=d(u+pv)-vdp.
Обозначим (u+pv)=h и назовем ее энтальпией, Дж/кг.
№24 слайд
Содержание слайда: Параметр состояния энтальпия
Тогда можно записать аналитическое выражение I закона
термодинамики через энтальпию:
dq=dh-vdp.
Здесь h=u+pv=cvT+RT=(cv+R)T=cpT,
то есть энтальпия – это теплота, необходимая для
нагревания 1 кг газа от 0 до Т, К в изобарном процессе.
№25 слайд
Содержание слайда: Исследование изотермического процесса
№26 слайд
Содержание слайда: Исследование изотермического процесса
№27 слайд
Содержание слайда: Исследование адиабатного процесса
Уравнение адиабаты выводится из I закона термодинамики:
dq=0=du+pdv или cvdT+pdv=0.
Сделаем подстановку из уравнения Клапейрона:
pv=RT; T=pv/R; dT=(pdv+vdp)/R.
После подстановки имеем: cv(pdv+vdp)/R+pdv=0.
Умножим полученное выражение на R/cv:
pdv+vdp+Rpdv/cv=0.
№28 слайд
Содержание слайда: Преобразования выражения
I закона термодинамики
С учетом уравнения Майера R=cp-cv:
pdv+vdp+(cp-cv)pdv/cv=0.
Или с учетом показателя адиабаты cp/cv=k:
pdv+vdp+(k-1)pdv=0.
После приведения подобных членов и сокращения имеем:
vdp+kpdv=0.
Разделим переменные, поделив уравнение на pv:
dp/p+kdv/v=0.
№29 слайд
Содержание слайда: Уравнение адиабатного процесса
После приведения подобных членов и сокращения имеем:
vdp+kpdv=0.
Разделим переменные, поделив уравнение на pv:
dp/p+kdv/v=0.
После интегрирования при k=сonst:
lnp+klnv=сonst
или ln(pvk)=ln(сonst).
После потенцирования получаем уравнение адиабатного
процесса:
pvk=сonst.
№30 слайд
Содержание слайда: pv-диаграмма адиабатного процесса
№31 слайд
Содержание слайда: Соотношения между параметрами
№32 слайд
Содержание слайда: Внутренняя энергия и работа газа
Подставляем (2) в (3): (p2/p1)(p2/p1)-1/k=T2/T1,
получаем соотношение между p и T: T2/T1=(p2/p1)(k-1)/k. (5)
4. Изменение внутренней энергии: Δu=cvΔT.
5. Для работы нужна подстановка: p1v1k=pvk; p=v-kp1v1k.
Итак, работа газа с учетом p1v1k=p2v2k:
.
№33 слайд
Содержание слайда: Теплота и работа
Окончательно работа газа, Дж/кг:
l=(p1v1-p2v2)/(k-1); l=(T1-T2)R/(k-1).
6. Теплота по I закону термодинамики:
q= 0=Δu+l ,
то есть работа газа в адиабатном процессе совершается за
счет уменьшения его внутренней энергии:
l=-Δu.
7. Энергетический коэффициент:
φ=Δu/q=Δu/0=∞.
Скачать все slide презентации Теплоемкости газов. Термодинамические процессы одним архивом:
