Объем физика формула: Меры объёма — урок. Физика, 7 класс.

3\) .

Для определения плотности твердых веществ применяется такая формула:

\(ρ={m\over V}\).

Плотность газа в нормальных условиях определяют так:

\(ρ={M\over V_m}\) ,

где \(M\) является молярной массой газа, а \(V_m\) – его молярным объемом.
Твёрдые тела бывают сыпучими и пористыми.

От физических характеристик пористых и сыпучих тел напрямую зависит значение плотности.

Плотность однородных тел определяется соотношением их массы к объему.

Плотность – величина постоянная, и для одного и того же вещества имеет разные значения лишь в разных агрегатных состояниях. Существуют огромные таблицы, содержащие плотности разнообразных веществ в трех агрегатных состояниях.

Примером однородного вещества есть вода. Бывают не такие однородные вещества, поэтому существует понятие средней плотности. Для её расчета определяют плотность вещества каждого компонента тела и вычисляют среднее значение. Для пористых и сыпучих тел применяют истинную плотность.

Её определяют за вычетом пустот, имеющихся в строении вещества. Удельную плотность вычисляют делением массы вещества на весь объем, который оно занимает.

Эти величины связывает коэффициент пористости, который является отношением объема пустот ко всему объёму тела на момент исследования.

На плотность вещества оказывают влияние ряд факторов, которые могут повышать или понижать её значение. Например, при снижении температуры плотность вещества становится больше, однако разнообразные вещества по-разному реагируют на изменение температуры, из-за чего в разных температурных диапазонах их плотность меняется аномальным образом. Подобными свойствами обладает вода, чугун и прочие сплавы. 

Что касается плотности воды, то аномальность её изменения при росте или снижении температуры состоит в резких скачках на границе изменения агрегатных состояний.

Как пример аномального поведения плотности, можно привести кремний, у которого при твердении плотность уменьшается.

Для эффективного определения плотности веществ используется комплекс специальных приспособлений. Он состоит из линейки, весов и мерной колбы.

Для измерения плотности твердого тела применяют линейку, жидкого – мерную колбу.

Первым делом измеряют объем с помощью линейки или колбы. В соответствии со шкалой измерений фиксируют значение. Допустим, если предметом измерения является тело кубической формы, то его объем будет определяться размером ребра в третьей степени. Если измеряется плотность жидкости, то нужно вычитать массу сосуда, используемого для измерения.

Далее расчёт производится по вышеприведенной формуле.

Что касается определения плотности газов, данный процесс происходит намного сложнее с применением разнообразных измерительных приборов.

Зачастую для определения плотности жидкостей используют аэрометр. Истинную плотность изучают с использованием пикнометра. Почву исследуют с применением буров Качинского и Зайдельмана.

 

 

Расчет массы и объема тела по его плотности | План-конспект урока по физике (7 класс):

1. Постановка проблемы:

Добрый день. Скажите ребята, а что изучает физика?

А как в древние времена люди объясняли явления природы. Магия и физика идут рука об руку. Как в мире волшебства не возможно без магических заклинаний, так в нашем мире невозможно без законов, формул. Но что, же будет, если герои волшебного мира Хогвардс окажутся в реальном мире, ведь магия тут не работает. Может быть, мы с вами поможем справится героям с трудностями и продемонстрируем свои магические умения.

Из хогвардса пришла газета ежедневный пророк, но только вот что бы отгадать зашифрованное послание, необходимо решить задачи. Прочитаем их.

Одна из задач лишняя, как вы думаете какая. А что объединяет три остальные задачи. О чем сегодня будет идти речь. А что можно рассчитать зная плотность? Массу и объем.

Что бы достичь цели, какие задачи поставим, что мы должны сделать на уроке?

1.Повторить и закрепить понятие плотность,

2. Применить знания на практике

3. Отработать навык решения задач

Но что бы не ударить в грязь лицом перед нашими героями, давайте повторим, что мы уже знаем о плотности

• Определение
• Обозначение
• Формула
• Единицы измерения
• Способы измерения
• Что показывает
• Плотность нефти 800 кг/м3. Что это значит?

Мы хорошо поработали над предыдущей темой, но не усвоили ещё одну важную сторону этой темы. Как из формулы плотности вещества найти массу или объём тела?

Записать с помощью магического треугольника формулу плотности и вывести расчётные формулы массы и объёма тела.

МАГИЧЕСКИЙ ТРЕУГОЛЬНИК

Запишите формулы для нахождения массы и объема к себе.

Гермионе нужно сварить зелье из мандрагоры, для этого Гарри и Рон должны построить теплицу, в которой будут выращивать мандрагору. но машина у Рона старенькая и может перевести не более 10 кг досок. Но вот и весов у них не оказалось, только линейка.

Так как же используя линейку определить массу бруска, который у вас на столе?

Как найти массу?

-Давайте определим массу бруска.

Инструкция

1. Измерьте размеры бруска — его ширину, длину и высоту (переведите все измерения в см) и запишите: а = ___ см; в = ___ см; с = ___ см.

2. Вычислите объём бруска: V=abc=______   см3.

3. Плотность =  0,8 г/см3

 

4. Вычислите массу бруска: m = *V=______г=_____кг.

Проверка. Выставление баллов за каждый пункт-1 б. Макс  3

Молодцы! Очень хорошо.

Пока Гарри и Рон строят теплицу, Гермиона уже варит зелье.

Определим объем зелья, которое получится из 0,8 кг корня мандрагоры, если плотность полученного отвара 400 кг/м3.

Как и Гермиона точно выбирает компоненты для зелья, так и мы должны точно определить дано,  и формулу для расчета.

Выберем формулу,

А теперь, Решите задачу, а результат мы сверим вместе.

Проверяем, правильно решили – 2 балла, если ошибка в расчетах 1 балл.

Прекрасно. А теперь вернемся к Газете, попробуем разгадать послание. Для этого необходимо решить задачи, с помощью распределяющей шляпы, выберете задачу.

Задача 1.

Объем философского камня 0,048 м³, плотность 2500кг/м³. Определите массу этого камня.

Задача 2

Какой объём газа выделял в городе, загрязняя среду, автомобиль, израсходовав за день 20 кг бензина, до его магических преобразований?  Плотность газа равна 0,002 кг/м3.

Задача 3

Шар для игры в Квидич имеет массу 840 г при объеме 0,00012 м3. Определите его плотность.

Теперь поменяемся с соседом по парте и проверим правильность решения.

Каждая задача 3 б.

Способность физики обнаруживать единство в необычном и загадочном мире, окружающем нас,

не может нас не вдохновлять. (Пол Девис)

Спасибо ребята, без вас мы бы не справились.

 Рефлексия (подведение итогов урока, оценки)

+ Домашнее задание.

Посчитайте баллы, и оцените себя

если у вас  0т 8 до 5 б

Выполнить исследование найти плотность шоколада (масса на упаковке), объем измерить линейкой. Плотность рассчитать

Если менее 5 б , то вам добавляется п.22

Давайте вернемся к началу урока и вспомним какие задачи мы ставили, все ли выполнили, со всем ли справились?. Можно ли стереть?

Чему вы научились на этом урока? посмотрите на ваши оценочные листы и скажите, достигли ли вы поставленной цели? С чем это связано? Как вы их будете решать?

Формула плотности заряда — GeeksforGeeks

При измерении электрических полей по различным непрерывным распределениям заряда, таким как линейное, поверхностное и объемное, мы сталкиваемся с плотностью электрического заряда. При понимании тока электричества мы также должны учитывать понятие плотности заряда. Чтобы понять плотность заряда, мы должны сначала понять эту концепцию плотности. Плотность объекта определяется как его масса в единице объема. Точно так же, в зависимости от типа расположения непрерывного заряда, мы можем думать о плотности заряда как о заряде на единицу длины, поверхности или объема.

Что такое плотность заряда?

Плотность заряда определяется как количество электрического заряда, которое может быть накоплено на единице длины, площади или объема проводника. Другими словами, он указывает, сколько заряда хранится в конкретном поле. Он рассчитывает распределение заряда и может быть положительным или отрицательным.

Заряд может быть рассеян по одномерной, двумерной или трехмерной поверхности. Плотность заряда подразделяется на три типа: 

1. Линейная плотность заряда
2. Поверхностная плотность заряда и
3. Объемная плотность заряда.

Его значение прямо пропорционально количеству заряда, но изменяется обратно пропорционально размеру поверхности.

Линейная плотность заряда

Линейная плотность заряда определяется как количество заряда на единице длины проводника. Обозначается символом лямбда (λ). Его стандартной единицей измерения являются кулоны на метр (см ^-1 ), а размерная формула определяется как [M ⁰ L ^-1 T ¹ I ¹ ].

Его формула равна отношению величины заряда к длине проводящей поверхности.

λ = q/l

где,

• λ — линейная плотность заряда,
• q — заряд,
• l — длина поверхности.

Поверхностная плотность заряда

Поверхностная плотность заряда определяется как количество заряда на единице площади проводника. Обозначается символом сигма (σ). Его стандартной единицей измерения являются кулоны на квадратный метр (см ^-2 ), а размерная формула определяется как [M ⁰ L ^-2 T ¹ I ¹ ].

Его формула равна отношению величины заряда к площади проводящей поверхности.

σ = q/A

где,

• σ – поверхностная плотность заряда,
• q – заряд,
• A – площадь поверхности.

Объемная плотность заряда

Объемная плотность заряда определяется как количество заряда, присутствующего в единице объема проводника. Обозначается символом ро (ρ). Его стандартной единицей измерения являются кулоны на кубический метр (см ^-3 ), а размерная формула определяется как [M ⁰ L ^-3 T ¹ I ¹ ].

Его формула равна отношению величины заряда к объему проводящей поверхности.

ρ = q/V

где,

• σ – поверхностная плотность заряда,
• q – заряд,
• V – объем поверхности.

Примеры задач

Задача 1. Вычислить линейную плотность заряда поверхности, если заряд равен 2 Кл, а длина равна 4 м.

Решение:

Мы имеем,

Q = 2

L = 4

Используем формулу, которую мы имеем,

λ = Q/L

= 2/4

= 0,5 CM. ^-1

Задача 2. Рассчитайте линейную плотность заряда поверхности, если заряд равен 5 Кл, а длина равна 3 м.

Решение:

Имеем,

q = 5

l = 3

Используя формулу имеем,

λ = q/l

= 5/3

= 1,67 см ^-1

длина 5 м.

Решение:

Мы имеем,

λ = 3

L = 5

Используя формулу, которую мы имеем,

λ = Q/L

=> Q = λl

= 3 (λ = Q/L

=> Q = λl

= 3 ( 5)

= 15 С

Задача 4. Рассчитайте поверхностную плотность заряда поверхности, если заряд равен 20 Кл, а площадь равна 10 м ² .

Решение:

Мы имеем,

Q = 20

A = 10

Используем формулу, которую мы имеем,

σ = Q/A

= 20/10

= 2 CM. ^-2

Задача 5. Вычислить заряд, если поверхностная плотность заряда поверхности равна 5 см ^-2 , а площадь равна 20 м ² .

Решение:

Мы имеем,

σ = 5

A = 20

Используем формулу, которую мы имеем,

σ = Q/A

=> Q = σA

= 5 ( 20)

= 100 Кл

Задача 6. Вычислить объемную плотность заряда поверхности, если заряд равен 50 Кл, а объем равен 80 м ³ .

Решение:

Имеем,

q = 50

V = 80

Используя формулу, которую мы имеем,

ρ = Q/V

= 50/80

= 0,625 см ^-3

Проблема 7: Рассчитайте заряд плотность заряда поверхности 1 см ^-3 и объема 25 м ³ .

Решение:

Имеем,

ρ = 1

V = 25

Используя полученную формулу,0003

= 1 (25)

= 25 C

12.2 Первый закон термодинамики: тепловая энергия и работа

Цели обученияДавление, объем, температура и закон идеального газаРабота давления–объемаПервый закон термодинамикиРешение задач, связанных с первым законом термодинамикиПрактические задачиПроверьте свое понимание

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете выполнять следующее:

• Описать, как давление, объем и температура связаны друг с другом и работают на основе закона идеального газа
• Опишите работу давление-объем
• Опишите первый закон термодинамики словесно и математически
• Решать задачи, связанные с первым законом термодинамики

The first row reads Boltzmann constant, first law of thermodynamics, ideal gas law. The second row reads internal energy, pressure.»>

Основные термины раздела

Постоянная Больцмана	первый закон термодинамики	закон идеального газа
внутренняя энергия	давление

Давление, объем, температура и закон идеального газа

Перед рассмотрением первого закона термодинамики важно понять связь между давлением, объемом и температурой. Давление, P , определяется как

12.1P=FA,P=FA,

, где F — сила, приложенная к площади A , которая перпендикулярна силе.

В зависимости от области, на которую она воздействует, данная сила может иметь существенно различный эффект, как показано на рисунке 12.3.

Рис. 12.3 (а) Хотя человек, которого тыкают пальцем, может испытывать раздражение, сила не имеет длительного эффекта.

(b) Напротив, та же самая сила, приложенная к участку размером с острый конец иглы, достаточно велика, чтобы повредить кожу.

Единицей измерения давления в системе СИ является паскалей , где 1 Па=1 Н/м2,1 Па=1 Н/м2.

Давление определяется для всех состояний вещества, но особенно важно при обсуждении жидкостей (например, воздуха). Вы, наверное, слышали, что слово давление используется по отношению к крови (высокое или низкое кровяное давление) и по отношению к погоде (погодные системы высокого и низкого давления). Это только два из многих примеров давлений в жидкостях.

Связь между давлением, объемом и температурой идеального газа определяется законом идеального газа. Газ считается идеальным при низком давлении и достаточно высокой температуре, и силами между составляющими его частицами можно пренебречь. Закон идеального газа гласит, что

12.2PV=NkT.PV=NkT.

где P — давление газа, V — занимаемый им объем, N — число частиц (атомов или молекул) в газе, а T — его абсолютная температура. Константа k называется постоянной Больцмана и имеет значение k=1,38×10−23 Дж/К, k=1,38×10−23 Дж/К. В целях данной главы мы не будем вдаваться в расчеты с использованием идеальной газовый закон. Вместо этого нам важно заметить из уравнения, что для данной массы газа верно следующее:

• Когда объем постоянный, давление прямо пропорционально температуре.
• Когда температура постоянна, давление обратно пропорционально объему.
• Когда давление постоянно, объем прямо пропорционален температуре.

Этот последний пункт описывает тепловое расширение — изменение размера или объема данной массы при изменении температуры. Что является основной причиной теплового расширения? Повышение температуры означает увеличение кинетической энергии отдельных атомов. Газы особенно подвержены тепловому расширению, хотя жидкости расширяются в меньшей степени при аналогичном повышении температуры, и даже твердые тела имеют незначительное расширение при более высоких температурах. Вот почему железнодорожные пути и мосты имеют компенсаторы, которые позволяют им свободно расширяться и сужаться при изменении температуры.

Чтобы получить некоторое представление о том, как связаны друг с другом давление, температура и объем газа, представьте, что происходит, когда вы накачиваете воздух в спущенную шину. Объем шины сначала увеличивается прямо пропорционально количеству впрыскиваемого воздуха без значительного увеличения давления в шине. Как только шина расширилась почти до своего полного размера, стенки ограничивают объемное расширение. Если вы продолжите накачивать воздух в шину (которая теперь имеет почти постоянный объем), давление будет увеличиваться с повышением температуры (см. рис. 12.4).

Рисунок 12.4 (а) Когда воздух нагнетается в спущенную шину, ее объем сначала увеличивается без значительного увеличения давления. (b) Когда шина заполнена до определенной точки, стенки шины сопротивляются дальнейшему расширению, и давление увеличивается по мере добавления воздуха. (c) Когда шина полностью накачана, давление в ней увеличивается с температурой.

Давление-Объем Работа

Работа давление-объем — это работа, совершаемая при сжатии или расширении жидкости. Всякий раз, когда происходит изменение объема, а внешнее давление остается постоянным, происходит работа давление-объем. При сжатии уменьшение объема увеличивает внутреннее давление в системе при совершении работы на систему. Во время расширения (рис. 12.5) увеличение объема снижает внутреннее давление в системе, поскольку система выполняет работу .

Рис. 12.5 Расширение газа требует передачи энергии для поддержания постоянного давления. Поскольку давление постоянно, совершаемая работа равна P∆VP∆V.

Напомним, что формула работы W=Fd.W=Fd. Мы можем изменить определение давления, P=FA,P=FA, чтобы получить выражение для силы через давление.

12. 3F=ПАФ=ПА

Подставляя это выражение для силы в определение работы, получаем

12.4W=PAd.W=PAd.

Поскольку площадь, умноженная на смещение, представляет собой изменение объема, W=PΔVW=PΔV , математическое выражение для работы «давление-объем» равно

.

12,5W=PΔV.W=PΔV.

Точно так же, как мы говорим, что работа — это сила, действующая на расстоянии, для жидкостей мы можем сказать, что работа — это давление, действующее через изменение объема. Для работы давление-объем давление аналогично силе, а объем аналогичен расстоянию в традиционном определении работы.

Watch Physics

Работа с расширением

В этом видео описывается работа с расширением (или работа давление-объем). Сал комбинирует уравнения W=P∆VW=P∆V и ∆U=Q-W∆U=Q-W, чтобы получить ∆U=Q-P∆V∆U=Q-P∆V.

Воспроизвести видео «Работа из дополнения».

Проверка захвата

Если объем системы увеличивается, а давление остается постоянным, является ли значение работы, выполненной системой

Вт , положительной или отрицательной? Приведет ли это к увеличению или уменьшению внутренней энергии системы?

1. Положительный; внутренняя энергия уменьшится
2. Положительный; внутренняя энергия увеличится
3. Отрицательный; внутренняя энергия уменьшится
4. Отрицательный; внутренняя энергия увеличится

 

Первый закон термодинамики

Теплота ( Q ) и работа ( W ) — два способа добавления или удаления энергии из системы. Процессы очень разные. Тепло вызывается разницей температур, а работа связана с силой, действующей на расстоянии. Тем не менее, теплота и работа могут давать одинаковые результаты. Например, оба могут вызвать повышение температуры. Тепло передает энергию в систему, например, когда солнце нагревает воздух в велосипедной шине и повышает температуру воздуха. Точно так же над системой может совершаться работа, например, когда велосипедист накачивает воздух в шину. После того, как произошло повышение температуры, невозможно сказать, было ли оно вызвано теплом или работой. И теплота, и работа представляют собой энергию в пути — ни одна из них не хранится как таковая в системе. Однако оба могут изменять внутреннюю энергию, U , системы.

Внутренняя энергия представляет собой сумму кинетической и потенциальной энергий атомов и молекул системы. Ее можно разделить на множество подкатегорий, таких как тепловая и химическая энергия, и она зависит только от состояния системы (т. система.

Чтобы понять взаимосвязь между теплотой, работой и внутренней энергией, мы используем первый закон термодинамики. Первый закон термодинамики применяет принцип сохранения энергии к системам, в которых теплота и работа являются методами передачи энергии в системы и из них. Его также можно использовать для описания того, как энергия, передаваемая теплом, преобразуется и снова передается посредством работы.

Советы для достижения успеха

Вспомним, что принцип сохранения энергии гласит, что энергия не может быть создана или уничтожена, но ее можно преобразовать из одной формы в другую.

Первый закон термодинамики гласит, что изменение внутренней энергии замкнутой системы равно чистой передаче тепла в систему минус сетевая работа, выполненная на систему. В форме уравнения первый закон термодинамики равен

.

12,6ΔU=Q−W.ΔU=Q−W.

Здесь ΔUΔU — изменение внутренней энергии , U , системы. Как показано на рис. 12.6, Q представляет собой полезного тепла, переданного в систему , то есть Q представляет собой сумму всех теплопередач в систему и из нее. W – чистая работа, выполненная системой — то есть Вт — это сумма всей работы, проделанной системой или над ней. По соглашению, если Q положительное, то в систему имеет место чистый перенос тепла; если Вт положительно, то система совершает чистую работу. Таким образом, положительное Q добавляет в систему энергию за счет теплоты, а положительное W забирает энергию у системы за счет работы. Обратите внимание, что если тепло передает в систему больше энергии, чем та, которая совершается за счет работы, разница запасается в виде внутренней энергии.

Рис. 12.6 Первый закон термодинамики — это принцип сохранения энергии , сформулированный для системы, где теплота и работа — это методы передачи энергии в систему и из нее. Q представляет чистую теплопередачу — это сумма всех передач энергии в виде тепла в систему и из нее. Q положителен для чистой теплопередачи в систему. WoutWout — это работа, проделанная системой, а WinWin — это проделанная работа на систему. W — это общая работа, выполненная в системе или на . W является положительным, когда на системе выполняется больше работы, чем на на ней. Изменение внутренней энергии системы ΔUΔU связано с выделением тепла и работой согласно первому закону термодинамики: ΔU=Q−W. ΔU=Q−W.

Из этого также следует, что отрицательное число Q указывает на то, что энергия передается от системы за счет тепла и, таким образом, уменьшает внутреннюю энергию системы, тогда как отрицательное значение Вт это работа над системой, увеличивающая внутреннюю энергию.

Watch Physics

Первый закон термодинамики/Внутренняя энергия

В этом видео объясняется первый закон термодинамики, сохранение энергии и внутренняя энергия. В нем рассматривается пример преобразования энергии между кинетической энергией, потенциальной энергией и теплопередачей из-за сопротивления воздуха.

Воспроизвести видео «Первый закон термодинамики».

Проверка захвата

Рассмотрим пример подбрасывания мяча при наличии сопротивления воздуха. Что, по вашему мнению, произойдет с конечной скоростью и конечной кинетической энергией мяча по мере увеличения сопротивления воздуха? Почему?

1. Оба уменьшатся. Энергия передается воздуху за счет тепла из-за сопротивления воздуха.
2. Оба будут увеличиваться. Энергия передается от воздуха к мячу за счет сопротивления воздуха.
3. Конечная скорость увеличится, но конечная кинетическая энергия уменьшится. Энергия передается в виде тепла воздуху от мяча за счет сопротивления воздуха.
4. Конечная скорость уменьшится, но конечная кинетическая энергия увеличится. Энергия передается теплом от воздуха к мячу за счет сопротивления воздуха.

Смотреть физику

Подробнее о внутренней энергии

В этом видео более подробно рассказывается о внутренней энергии и о том, как использовать уравнение ΔU=Q−W.ΔU=Q−W. Обратите внимание, что Сал использует уравнение ΔU=Q+WΔU=Q+W , где Вт — это работа, выполненная над системой, тогда как мы используем W для представления работы, выполненной системой .

Проиграть видео «Внутренняя энергия».

Проверка захвата

Если 5 Дж отводится теплом из системы, и система совершает 5 Дж работы, как изменится внутренняя энергия системы?

1. −10 Дж
2. 0Дж
3. 10Дж
4. 25Дж

 

Решение задач, связанных с первым законом термодинамики

Рабочий пример

Расчет изменения внутренней энергии

Предположим, что 40,00 Дж энергии передается системе в виде тепла, а система совершает 10,00 Дж работы. Далее из системы передается 25,00 Дж теплоты, а за счет работы над системой совершается 4,00 Дж. Каково чистое изменение внутренней энергии системы?

СТРАТЕГИЯ

Сначала необходимо рассчитать полезное тепло и чистую работу. Затем, используя первый закон термодинамики ΔU=Q−W, ΔU=Q−W, найдите изменение внутренней энергии.

Решение

Чистая теплота представляет собой передачу тепла в систему минус передачу тепла из системы, или

12,7Q=40,00 Дж-25,00 Дж=15,00 Дж. Q=40,00 Дж-25,00 Дж=15,00 Дж.

Полная работа – это работа, выполненная системой, за вычетом работы, выполненной системой, или

12,8 Вт=10,00 Дж−4,00 Дж=6,00 Дж. Вт=10,00 Дж−4,00 Дж=6,00 Дж.

Изменение внутренней энергии определяется первым законом термодинамики.

12,9ΔU=Q−W=15,00 Дж−6,00 Дж=9,00 ДжΔU=Q−W=15,00 Дж−6,00 Дж=9.00 Дж

Обсуждение

Другой способ решения этой задачи состоит в том, чтобы найти изменение внутренней энергии для каждого из двух шагов в отдельности, а затем сложить два изменения, чтобы получить общее изменение внутренней энергии. Этот подход будет выглядеть следующим образом:

Для 40,00 Дж тепла и 10,00 Дж работы изменение внутренней энергии равно W1=40,00 Дж−10,00 Дж=30,00 Дж.

Для 25,00 Дж тепловыделения и 4,00 Дж работы изменения внутренней энергии равно

12,11ΔU2=Q2-W2=-25,00 Дж-(-4,00 Дж)=-21,00 Дж. ΔU2=Q2-W2=-25,00 Дж-(-4,00 Дж)=-21,00 Дж.

Общее изменение равно

12,12ΔU=ΔU1+ΔU2=30,00 Дж+(−21,00 Дж)=9,00 Дж. ΔU=ΔU1+ΔU2=30,00 Дж+(−21,00 Дж)=9,00 Дж. на ступени изменение внутренней энергии одинаково.

Рабочий пример

Расчет изменения внутренней энергии: одно и то же изменение в

U производится двумя разными процессами

Как изменится внутренняя энергия системы, если в общей сложности 150,00 Дж передано теплотой от системы и 159,00 Дж произведена работой над системой?

СТРАТЕГИЯ

Чистое тепло и работа уже даны, поэтому просто используйте эти значения в уравнении ΔU=Q−W.ΔU=Q−W.

Решение

Здесь чистая теплота и полная работа задаются непосредственно как Q=-150,00 Дж и W=-159,00 Дж, Q=-150,00 Дж и W=-159,00 Дж, так что

12,13ΔU=Q- Вт=-150,00 Дж-(-1590,00 Дж)=9,00 Дж.ΔU=Q-W=-150,00 Дж-(-159,00 Дж)=9,00 Дж.

Обсуждение

Рис. 12.8 Два разных процесса производят одно и то же изменение в системе. (а) Всего в систему поступает 15,00 Дж теплоты, а работа отнимает всего 6,00 Дж. Изменение внутренней энергии равно ΔU = Q – W = 9,00 Дж. (б) Теплопередачей отводится 150,00 Дж из система при работе вкладывает в нее 159,00 Дж, производя увеличение внутренней энергии на 9,00 Дж. Если система начинается в одном и том же состоянии в (а) и (б), она в конечном итоге окажется в одном и том же конечном состоянии в любом случае — ее конечное состояние связано с внутренней энергией, а не с тем, как эта энергия была получена.

Совершенно другой процесс во втором рабочем примере приводит к тому же изменению внутренней энергии на 9,00 Дж, что и в первом рабочем примере. Обратите внимание, что изменение в системе в обеих частях связано с ΔUΔU, а не с отдельными задействованными Q или W . В обеих задачах система оказывается в том же состоянии , что и . Обратите внимание, что, как обычно, на рис. 12.8 выше, WoutWout — это работа, выполненная 90 380 на 90 381 системе, а WinWin — это работа, выполненная 90 380 на 90 381 системе.

 

Практические задачи

Какова работа давления-объема, совершаемая системой, если давление 20 Па вызывает изменение объема 3,0 м3?

1. 0,15 Дж
2. 6,7 Дж
3. 23Дж
4. 60Дж

Какова чистая теплота, выделяемая системой, если 25 Дж передается теплом в систему, а 45 Дж передается из нее?

1. −70 Дж
2. −20 Дж
3. 20Дж
4. 70Дж

Проверьте свое понимание

Упражнение 3

Что такое давление?

1. Давление равно силе, деленной на длину.
2. Давление — это сила, деленная на площадь.
3. Давление равно силе, деленной на объем.
4. Давление – это сила, деленная на массу.

Упражнение 4

Что такое единица СИ для давления?

1. паскалей или Н/м ³
2. кулон
3. ньютон
4. паскалей или Н/м ²

Упражнение 5

Что такое работа давление-объем?

1. Работа, совершаемая при сжатии или расширении жидкости.
2. Это работа, совершаемая силой над объектом для получения определенного перемещения.
3. Это работа, совершаемая поверхностными молекулами жидкости.
4. Это работа, которую совершают высокоэнергетические молекулы жидкости.

Упражнение 6

Когда считается, что работа давление-объем совершается В системе?

1. При увеличении как объема, так и внутреннего давления.
2. При снижении как объема, так и внутреннего давления.
3. При снижении объема и повышении внутреннего давления.
4. При увеличении объема и снижении внутреннего давления.

Упражнение 7

Какими способами можно добавить или убрать энергию из системы?

1. Передача энергии с помощью тепла — единственный способ добавления энергии в систему или удаления энергии из нее.
2. Выполнение работы сжатия — единственный способ добавить энергию в систему или убрать энергию из нее.
3. Выполнение работ по расширению — единственный способ добавить или убрать энергию из системы.
4. Передача энергии с помощью тепла или выполнения работы — это способы добавления энергии в систему или удаления энергии из нее.

Упражнение 8

Что такое внутренняя энергия?

1. Это сумма кинетических энергий атомов и молекул системы.

   No related posts.