+7 (727) 344 95 95
Толық ҰБТ тапсыру
Қазақша

iTest қолданбасын жүктеп алу

Мектеп емтихандарына ыңғайлырақ форматта дайындалыңыз

logo-device logotype logotype-float

Ішкі энергия. Жылу мөлшері
Алдыңғы конспект Келесі конспект
Конспект

көзқарасы тұрғысынан макроскопиялық денелердің ішкі энергиясы   - денені құрайтын бөлшектердің (молекулалардың, атомдардың, электрондардың, т.б.) хаосты қозғалыстары мен өзара әсерлесуінің энергияларының қосындысы.

 

Идеал газдың ішкі энергиясы оның молекулаларының тек жылулық қозғалысының кинетикалық энергияларының қосындысы болып табылады, өйткені идеал газ бөлшектерінің өзара әрекетін ескермеуге болады. Идеал газ - молекулалар арасындағы өзара әсер ескерілмейтін газ моделі. Сондықтан идеал газда молекулалардың потенциалдық энергиясы 0-ге тең

  сондықтан    

 бір атомды идеал газдың молекуласының орташа кинетикалық энергиясын, - молекуланың санына көбейтіп оның ішкі энергиясын есептеуге болады. Барлық молекулалардың кинетикалық энергиясы бірдей деп есептейміз (орташа кинетикалық энергия)

 


Берілген газ массасы үшін температураның өзгерісінен оның ішкі энергиясы өзгереді

Біратомды идеал газдың ішкі энергиясы

 

Екі атомды мысалы, газдардың ішкі энергиясын анықтайтын формула

 

Ішкі энергияның өзгеру тәсілдері: жұмыс істеу , жылу берілу .

Жүйенің ішкі энергиясын өзгертуде мәжбүрлеп істелінетін жұмыс термодинамикадағы жұмыс. Газбен жұмыс істегенде әруақытта көлемі өзгереді 

 

Газдың ұлғаюы

Газдың сығылуы

Газдың жұмысы 

 

Газ жұмысы 

 

 

 


A-сыртқы күштердің жұмысы

Термодинамикадағы жұмысты графигі бойынша анықтау:

 

Термодинамикадағы

жұмыстың

сан мәні

графигі

астындағы

фигураның

ауда-нына тең

 изобара изотерма изохора жалпы жағдай

 

Жылу өткізгіштік - жұмыс істемей дененің ішкі энергиясының өзгеруі (қаттырақ қызған денеден суығырақ денеге жылу берілу). Жылу мөлшері - жылуалмасу кезіндегі ішкі энергия өзгерісінің өлшемі .

 

Әр түрлі жылулық процестердегі жылу алмасу арқылы берілген энергияны жылу мөлшері деп атайды және ол ішкі энергиянын өзгерісіне тең.

 

Жылу (суу)

 

Меншіктік жылу сыйымдылығы

 

1 кг затты 1 К-ге қыздырғанда

жұтылатын (суытқанда бөлінетін)

жылу мөлшері

Булану

(конденсациялану)

 

Меншікті булану жылуы

 

Қайнау температурадағы

1 кг сұйықтың буға айналғанда

жұтылатын (қатайғанда бөліп

шығаратын) жылу мөлшері

Балқу (қатаю)

 

Меншікті балқу жылуы

 

балқу температурадағы қатты

заттың сұйыққа айналғанда

жұтатын (қатайғанда бөліп шығарылатын) жылу мөлшері

Отынның жану

жылуы

 

Отынның меншікті

жану жылуы

 

Массасы 1 кг отын толық

жанғанда бөлінетін жылу

мөлшерін көрсететін физикалық шама.

 

Қоршаған ортадан оқшауланған термодинамикалық жүйенің ішінде жұмыс атқарылмайды, сондықтан жүйедегі ішкі энергия өзгерісі сол денелердің алған немесе берген жылу мөлшеріне тең. Жүйенің ішінде ішкі энергия өзгермейтінін ескеріп жылулық баланс теңдеуін аламыз

 

 

 

Мұндағы - денелердің алған немесе берген жылу мөлшері.

Дене жылу мөлшерін алса (энергия жұтса), , ал бөліп шығарса,  деп есептеледі.

 

\(dU=TdS-pdV+μdN,\)

\(16\frac 23\)



Сұрақтар

  1. \(100^{\circ}C\)-қа дейін қыздырылған мыс дене массасы сондай суға салынғанда \(30^{\circ}C\) температурада жылулық тепе-теңдік орнады. Судың бастапқы температурасы \(c_{мыс}=380\; \)Дж/кг \(\cdot^0C, c_{су}=4200\) Дж/кг \(\cdot^0C\)

  2. Массасы \(230\) г суды \(200^{\circ}C\)-тан \(800^\circ C\)-қа дейін қыздыру үшін керек жылу мөлшері

    \((\)ссу\(=4200\)Дж/кг \(^\circ C\)\()\)

  3. Массасы – \(0,2\) кг, температурасы –  \(200^{\circ}C\) калориметрге массасы – \(0,3\) кг, температурасы – \(800^{\circ}C\) су құйғанда калориметрдегі судың температурасы \(500^{\circ}C\) болды. Калориметрдің меншікті жылу сыйымдылығы

    (ссу\(=4200\)Дж кг\(^\circ\)С)

  4. Массасы \(0,7\) кг судың температурасын \(200^{\circ}C\)-тан \(1000^{\circ}C\)-қа дейін қыздырып, \(200\) г суды буға айналдыру үшін жұмсалатын энергия

    \((\)ссу\(=4200\)Дж/кг\(^\circ C\), \(r="2,3"\)МДж/кг\()\)

  5. Егер \(108\) км/сағ  жылдамдықпен келе жатқан мотоцикл \(100\) км жолға \(3,7\) л бензин жұмсаса, мотоцикл қозғалтқышының ПӘК-і \(25\%\), ал мотоцикл өндіретін қуат \(q_{бен}=4,6\cdot10^7\) ДЖ/кг, \(\rho_{бен}=700\) кг/м\(^3\)

  6. ПӘК-і \(20\%\) пеште \(10\) т шойынды \(10^{\circ}C\)-тан \(1160^{\circ}C\)-қа дейін қыздыру үшін жағылатын кокстың массасы \((q\) \(_{кокс}\)\(=3,15\cdot10^7\) Дж/кг, \(C_ш\)\(=500\) Дж/кг\(^\circ\)С\()\).

  7. \(1270^{\circ}C \) температурадағы массасы \(4\) г гелийдің ішкі энергиясы

    \((M(He)=4·10^{-3}\) кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  8. Газды изобаралық жолмен қыздырғанда \(270\) Дж жұмыс істеді. Нәтижесінде газ ұлғайып, оның көлемі \(2\cdot10^{-3}\) м\(^3\) шамаға артты, газдың қысымы

  9. Температурасы \(100^{\circ}C\) баллонда массасы \(0,5\) кг гелий бар. Егер оның температурасын \(300^{\circ}C\)-қа дейін жоғарылатсақ  ішкі энергиясының өзгерісі

    \((M(He_2)=4\cdot10^{-3}\) кг/моль, \(R=8,31\) Дж/К·моль\()\)

  10. Массасы – \(3\) кг, температурасы \(00^{\circ}C\)  суды қалыпты жағдайда қайнатып, буға айналдыру үшін қажетті жылу мөлшері

    \((\)ссу\(=4200\) Дж/кг·0С, \(r=2,3\) МДж/кг\()\)

  11. Көлемі 4 есе азайғанда қысымы 20%-ға артатын бір атомды газдың ішкі энергиясы қалай өзгереді?

  12. \(10\) тонна шойынды ПӘК-і \(20\%\) пеште \(10^{\circ}C\)-тан \(1160^{\circ}C\)-қа дейін қыздыру үшін кокстың қандай массасын жағу қажет?

     \((q = 2,9\cdot10^7\)Дж/кг): \(C_1 = 460\) Дж/кг\(^\circ C\)

  13. \(250\) см\(^3\) ыдыстағы қайнаған су \(14^{\circ}C\) -қа дейін суығанда қандай жылу мөлшері бөлінеді? 

    \((C_{су}=4200\) Дж/кг \(\cdot C^\circ,\;\;\rho_{су}=1000\) кг/м\(^3)\)

  14. Массасы – \(20\) г, температурасы \(18^{\circ}C\) болатын \(120\) алюминий қасықты \(3\) л ыстық су құйылған ваннаға салды. Егер қасықтар \(50^оC\) -қа дейін ысыса, онда осы уақыт ішінде су неше градусқа суиды? \((\)\(C_{ал}\)\(= 880\) Дж/кг ⋅ с, \(C_{cy}\)  \(= 4200\) Дж/кг \(\cdot\) с\()\)

  15. Температурасы – \(10^{\circ}C\), көлемі \(125\) л салқын суға температурасы – \(60^{\circ}C\), көлемі \(175\) л ыстық суды араластырған кезде қоспаның температурасы қандай болады?

  16. Массасы \(200\) г керосин толық жанғанда қанша энергия бөлінеді?

    \(q = 46\cdot10^3\) Дж/кг

  17. \(1,5\) кг ыстық судың \(80^{\circ}C\) температурасы \(37^{\circ}C\) -қа тең болу үшін температурасы \(20^{\circ}C\) болатын қанша су құю керек?

             

  18. Көлемі \(500\;м^3\) аэростат \(10^5\) Па қысымдағы гелиймен толтырылған. Күн қызғанда аэростаттағы газдың температурасы  \(10^\circ\;C\)-тан \( 25^\circ\;C\) -қа көтерілді. Газдың ішкі энергиясы қаншалықты артты?

  19. Массасы \(400\) г су спирт шамымен \(16^\circ C\)-тан \(71^\circ C\)-қа дейін қыздырылды. Қыздыру үшін \(10\) г спирт жанған болса, қондырғының ПӘК-і қандай?

    \(C = 4200\) Дж С /кг, \(q = 27\cdot10^6\) Дж/кг

  20. Қорғасын оқ \(200\) м/с жылдамдықпен үшіп келіп дуалға соғылды. Егер оқтың кинетикалық энергиясының \(78\%\) -ы ішкі энергияға айналса, оның температурасы неше градусқа жоғарылады? \(C = 130\) Дж / кг·К

  21. Ыдыстағы \(350 \;\)см\(^3\) қайнаған су \(15^{\circ}C\)-қа дейін суығанда қандай жылу мөлшері бөлінеді?

    \((С_{су}= 4200\; Дж/кг^0С , \;\; ρ_{су}= 1000\; кг/м^3)\)

  22. Массасы \(100\) г су спирт шамда \(16^{\circ}C\)-тан \(71^{\circ}C\)-қа дейін қыздырылғанда массасы \(10\) г спирт жағылды. Қондырғының ПӘК-і

    (\(q= 29\) МДж / кг)

  23. Жылу берілудің үш түрі

  24. \(0,6\) кг қайың ағашын жаққанда, оның жылуының \(25\%\)-ы суды қыздыруға жұмсалса, \(10^{\circ}C\)-тан \(100^{\circ}C\)-қа дейін  қанша масса суды қыздыруға болады?

    (\(C= 4200\) Дж / кг ⋅ \(C\),  \(q= 13⋅10^6\) Дж / кг)

Қате туралы хабарландыру