Жылусыйымдылық

Сәлеметсіздер ме Құрметті Студенттер!

Бүгінгі сабақтың тақырыбы: Жылусыйымдылық. Термодинамиканың бiрiншi заңы. Термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерге қолдану. Адиабаталық процесс.

Сабақ мақсаты: Изопроцестер туралы түсінік қалыптастыруды әрі қарай жалғастыру, термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерге қолдану, заттың жылу сыйымдылығының өтіп жатқан процестерге тәуелділігі туралы түсінікті оқушылардың өздігінше қалыптастыруына бағыттау.

Дамытушылық: Студенттердің жеке ой қабілеттерін дамыту, белсенділік пен қызығушылықтарын арттыру.

Тәрбиелік: Студенттердің ғылыми дүниетанымын қалыптастыру, жауапкершілікке, тиянақтылыққа, еңбекқорлыққа тәрбиелеу.

Сабақ әдісі: сұрақ-жауап, баяндау.

Сабақ түрі: аралас

Сабақ барысы:

ХІХ ғасырдың орта кезінде ғалымдар механикалық энергия ещқашан із-түссіз жойлып кетпейді. Мысалы, балға бір кесек қорғасынға соғылса, қорғасын белгілі бір шамаға қызады.

Энергияның сақталу заңы: Табиғаттағы энергия жоқтан пайда болмайды және жоғалмайды: энергияның мөлшері өзгермейді. Ол тек бір түрден екінші бір түрге өтеді.

Дене энергияны басқа бір денеден алмаса, онда ол өзінен өзі пайда болмайды. Ағып жатқан су мен желдің энергиясы Күн энергиясының есесінен пайда болады. Бөлме ішіндегі ауа пештен не жылыту батареяларынан алынатын энергия есебінен жылынады, ығни оның ішкі энергиясы артады.

Энергияның сақталу заңы – табиғаттың негізгі заңдарының бірі. Бұл заңды ХІХ ғасырды ортасында неміс ғалымы Р. Майер, ағылшын ғалымы Д.Джоуль ашты, оны толығырақ тұжырымдамасын Г.Гельмгольцтің еңбектерінде айтылған.

Термодинамиканың бірінші заңы: Жүйенің бір күйден екінші күйге өткендегі ішкі энергиясының өзгеруі сыртқы күштердің жұмысы мен жүйеге берілген жылу мөлшерінің қосындысына тең:

∆U=А+Q

Егер жүйе оқшауланған болса, ол жүйеде жұмыс істелмейді және ол қоршаған денелермен жылу алмаспайды. Оқшауланған жүйенің ішкі энергиясы өзгермейді.

Q=∆U+А´

Жүйеге берілген жылу мөлшері оның ішкі эенргиясын өзгертуге және жүйенің сыртқы денелермен жұмыс істеуіне жұмсалады.

Термодинамиканың бірінші заңынан мәңгі двигательді – отын немесе кез келген басқа материалдарды шығындамай шектеусіз мөлшерде жұмыс істеуге қабілетті құрылғы жасаудың мүмкін еместігі шығады.

Изохоралық процесте көлем өзгермейді, сондықтан газдың жұмысы нөлге тең:

∆U=Q

Егер газ қызса Q>0 және ∆U>0, оның ішкі энергиясы артады. Газ суынғанда Q<0 және ∆U<0, онда газдың ішкі энергиясы азаяды.

Изотермиялық процесте идеал газдың ішкі энергиясы өзгермейді:

Q= А´

Егер газ жылу алса Q>0 оң жұмыс атқарады А´>0. Ал егер газ қоршаған ортаға жылу берсе, онда Q<0 және А´<0.

Изобаралық процесте газға берілген жылу мөлшері оның ішкі энергиясын өзгертуге және тұрақты қысымда жұмыс істеуге қабілетті.

Q=∆U+А´

Жылудан оқшауланған жүйедегі процесс адиабаталық деп аталады. Адиабаталық процесте Q=0, ішкі энергияның өзгеруі тек жұмыс атқару есебінен болады:

∆U=А

Жүйемен оң жұмыс атқарғанда, мысалы газ сығылғанда оның ішкі энергиясы артады, газдың температурасы жоғарлағанын көрсетеді.

Тез сығылған кезде ауаның кызуы Дизель двигательдерінде қолданылады. Дизель двигателінің пайдалы әсер коэффициенті жоғары. Сондықтан қазіргі автомобильдердің көпшілігі Дизель двигателімен жабдықталған.

Бастапқы температуралары әр түрлі, бірнеше денеден тұратын жүйенің ішкі жылу алмасуын, мысалы суы бар ыдысқа ыстық темір шардысалған кезде олардың арасындағы болатын жылу алмасуды қарастырайық. Бұл жүйе қоршаған денелермен оқшауланған және оның ішкі энергиясы өзгермейді. Термодинамиканың бірінші заңы бойынша жүйедегі кез келген дененің энергиясының өзгеруі, жүйенің ішінде жылулық тепе-теңдік болғанға дейінгі сол денелердің берген немесе алған жылу мөлшеріне тең:

Q1+Q2+Q3+...0.

Бұл теңдеу жылу балансының теңдеуі деп аталады.

Бақылау сұрақтары:

1.Энергияның мөлшері өзгере ме?

2.Термодинамиканың бірінші заңын сипаттаңыз?

3.Жылу балансының теңдеуі қандай?

4.Энергияның сақталу заңы?

Берілген сұрақтарға жауап беріп, дәптерге қысқаша лекция жазамыз!

Ұсынған әдебиеттер тізімі:

1. Савельев И.В. Жалпы физика курсы. ІІ-том, Электр: Оқу құралы. Алматы: Мектеп,1977. 469б.

2. Рақым Қ. Жалпы физика курсы. Электрлік құбылыстар: Оқу құралы. Қарағанды: ҚарМТУ, 2004. 95б.

3. Фриш С.Э. Тиморева А.В. Жалпы физика курсы. ІІ-том. Электрлік және электрмагниттік құбылыстар: Оқулық. Алматы: Мектеп,1970. 532б.

4. Құлбеков М., Әлімбекова Т. Жалпы физика курсы. Электр және магнетизмі. Оқу құралы. Алматы, 1997. 141б.