Презентация на тему "Методы решения задач повышенной сложности по молекулярной физике и термодинамике" 10 класс

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  МБОУ «Средняя общеобразовательная школа №37 имени Новикова Гаврила Гавриловича

  Молекулярная физика. Методы решения физических задач учитель физики Игнатьева Людмила Геннадьевна

• 
  Слайд 2
  

  Методы решения задач по молекулярной физике и термодинамике

• 
  Слайд 3
  

  1. Свинцовую дробь, нагретую до 100 (теплоемкость 130 Дж/(кг) в количестве 1,3 кг смешивают с 50 г льда при 0 (удельная теплота плавления 330000 Дж/кг). Какова температура смеси в градусах Цельсия после установления теплового равновесия.  

  Дано: m1= 1,3 кг,Т1 = 373К,m2= 50 г, Т2 = 273Кλ = 330·103 Дж/кг, с1= 130 Дж/(кг, с2= 4200 Дж/(кг tcм= ?  Решение:   1. Распознание явления, которому соответствует ситуация задачи. Макрообъект – свинцовая дробь и лед; Начальное состояние – до смешивания заданы массы и температуры тел; Конечное состояние – смесь в тепловом равновесии; Воздействие – теплообмен между льдом и дробью; Теплообмен в теплоизолированной системе (метод №5)

• 
  Слайд 4
  

  2. Построение графической модели явления с учетом условий задачи. 3. Составление уравнений, описывающих модель. Составляем уравнение теплового баланса:

• 
  Слайд 5
  

  Дано: m1= 1,3кг,Т1 = 373К,m2= 0,05г, Т2 = 273Кλ = 330·103 Дж/кг, с1 = 130 Дж/(кг, с2 = 4200 Дж/(кг  

• 
  Слайд 6
  

  2. В вертикальном цилиндре находится газ под поршнем при температуре 400 К. Масса поршня 4 кг, его площадь 0,004 м2. Какой массы груз надо положить на поршень, чтобы он остался на месте при медленном нагревании газа на 100 К? Атмосферное давление 105Па.

  Дано: M= 4 кг, S=0,004 м2 , T1 = 400К, T= 100К, = 105Па m= ?  Решение:   1. Распознание явления, которому соответствует ситуация задачи. Макрообъект – Начальное состояние – Конечное состояние – Воздействие – Вывод:

• 
  Слайд 7
  

  2. Построение графической модели явления с учетом условий задачи. 3. Составление уравнений, описывающих модель. - закон Шарля  

• 
  Слайд 8
  

  Дано: M= 4 кг, S=0,004 м2 , T1 = 400К, T= 100К, = 105 Па  

• 
  Слайд 9
  

  1. Распознание явления, которому соответствует ситуация задачи. 2. Построение графической модели явления с учетом условий задачи.

• 
  Слайд 10
  

  А = (2p0 – p0)(3V0 – V0) = 2p0V0 Q получ = Q1 + Q2 Дополнительные уравнения: Q = ΔU + A– первый закон термодинамики; ΔU = VRΔT– формула для расчета внутренней энергии идеального одноатомного газа; A = pV – формула для расчета работы газа; pV = VRT– уравнение состояния идеального газа.   3. Составление уравнений, описывающих модель.

• 
  Слайд 11
  

  По первому закону термодинамики: Q1 = ΔU1, Q2 = ΔU2 + 2p0·2V0 По формуле внутренней энергии идеального одноатомного газа: ΔU1 = VR(T2 – T1); ΔU2 = VR(T3 – T2);   Из уравнения состояния идеального газа: Ответ: ɳ = 17% 4. Вывод расчетной формулы и вычисления.

• 
  Слайд 12
  

  4. В тепловом процессе, изображенном на рисунке, 1 моль идеального одноатомного газа переходит из начального состояния 1 в конечное состояние 4 (через состояния 2 и 3). Рассчитайте общее количество теплоты в этом тепловом процессе. Разность конечной и начальной температур 100К. 1. Распознание явления, которому соответствует ситуация задачи. 2. Построение графической модели явления с учетом условий задачи.

• 
  Слайд 13
  

  3. Составление уравнений, описывающих модель.   Применение первого закона термодинамики к каждому изопроцессу: ; ;   Дополнительные уравнения: – формула для расчета внутренней энергии идеального одноатомного газа; - формула для расчета работы газа; – уравнение состояния идеального газа.  

• 
  Слайд 14
  

  Изменение внутренней энергии для каждого изопроцесса:   Работа газа в изобарном процессе:

• 
  Слайд 15
  

            Ответ: Q = 415,5 Дж 4. Вывод расчетной формулы и вычисления.  

• 
  Слайд 16
  

  1. Распознание явления, которому соответствует ситуация задачи. 2. Построение графической модели явления с учетом условий задачи. 5. При какой скорости пуля из свинца полностью расплавится при ударе о стенку, если 80% ее энергии будет затрачено на нагревание пули? Начальная температура пули 270С, температура плавления 3270С, удельная теплота плавления свинца 25 кДж/кг, удельная теплоемкость свинца 130 Дж/(кг.   Дано: ɳ= 0,8, T1 = 300К, Tпл= 600К, λ = 25·103 Дж/кг, с = 130 Дж/(кг υ = ? Решение:  

• 
  Слайд 17
  

  3. Составление уравнений, описывающих модель. Первый закон термодинамики:     ;   Ответ: υ = 400 м/с

• 
  Слайд 18
  

  6. Теплоизолированный сосуд вместимостью 1 м3 разделен перегородкой на две равные части. В одной из частей находится гелий 0,3 кг (молярная масса 0,004 кг/моль), а в другой 0,6 кг аргона (молярная масса 0,040 кг/моль). Средняя квадратичная скорость молекул обоих газов составляет 300 и 400 м/с. Рассчитайте парциальное давление аргона в сосуде после удаления перегородки. Дано: V=1м3, m1 = 0,3 кг, M1 = 0,004 кг/моль, m2 = 0,6кг, M2 = 0,040кг/моль, υ1= 300м/с,υ2 = 400 м/с p- ? Решение: 1. Распознание явления, которому соответствует ситуация задачи. 2. Построение графической модели явления с учетом условий задачи.

• 
  Слайд 19
  

  3. Составление уравнений, описывающих модель. Уравнение теплового баланса: U= U1 + U2   Дополнительные уравнения:

• 
  Слайд 20
  
• 
  Слайд 21
  

  Ответ: pa = 16,8 кПа