Презентация Необратимость Процессов в Природе 10 Класс

Презентация Необратимость Процессов в Природе 10 Класс.rar
Закачек 698
Средняя скорость 6684 Kb/s
Скачать

Презентация Необратимость Процессов в Природе 10 Класс

Код для использования на сайте:

Скопируйте этот код и вставьте себе на сайт

Для скачивания поделитесь материалом в соцсетях

После того как вы поделитесь материалом внизу появится ссылка для скачивания.

Подписи к слайдам:

учитель физики МБОУ лицей Уварово Тамбовской области

Закон сохранения энергии утверждает, что количество энергии при любых ее превращениях остается неизменным. Между тем многие процессы, вполне допустимые с точки зрения закона сохранения энергии, никогда не протекают в действительности.

Из первого закона термодинамики направленность и тем самым необратимость тепловых процессов не вытекает.

Первый закон термодинамики требует лишь, чтобы количество теплоты, отданное одним телом, в точности равнялось количеству теплоты, которое получит другое.

Реальные тепловые процессы необратимы.

При диффузии выравнивание концентраций происходит самопроизвольно. Обратный же процесс сам по себе никогда не пойдет: никогда самопроизвольно смесь газов, например, не разделится на составляющие ее компоненты. Следовательно, диффузия — необратимый процесс.

Теплообмен, как показывает опыт, также является односторонне направленным процессом. В результате теплообмена энергия передается сама по себе всегда от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой. Обратный процесс передачи теплоты от холодного тела к горячему сам по себе никогда не происходит.

Необратимым является также процесс превращения механической энергии во внутреннюю при неупругом ударе или при трении.

Существуют несколько формулировок второго закона термодинамики. Одна из них принадлежит немецкому учёному Р. Клаузису –

«Невозможен процесс, единственным результатом которого был бы переход количества теплоты от холодного тела к горячему».

Другими словами, теплообмен в замкнутой системе может происходить только в одном направлении – от горячего тела к холодному.

Вечный двигатель первого рода — непрерывно или периодически действующая машина, которая совершала бы работу, большую подводимой к ней извне энергии, нарушает закон сохранения энергии, он же первое начало термодинамики

Из второго закона термодинамики вытекает невозможность создания вечного двигателя второго рода, т.е. двигателя, который бы совершал работу за счет охлаждения какого-либо одного тела.

Статистическое истолкование необратимости процессов в природе

Пронумеруем молекулы цифрами 1, 2, 3, 4.

Возможны 16 различных микросостояний, все они изображены на рисунке

Вероятность того, что все молекулы соберутся в левой половине сосуда, равна:

Вероятность же того, что молекулы распределятся поровну, будет в 6 раз больше:

Вероятность того, что в одной половине сосуда, например левой, будет три молекулы, а в другой соответственно одна молекула, равна

Большую часть времени молекулы будут распределены в половинках сосуда поровну: это наиболее вероятное состояние.

Молекулы идеального газа движутся практически независимо друг от друга. Для одной молекулы вероятность того, что она окажется в левой половине сосуда, равна, очевидно, 1/2. Такова же вероятность и для другой молекулы. Эти события независимы, и вероятность того, что первая и вторая молекулы окажутся в левой половине сосуда, равна произведению вероятностей событии:1/2•1/2=1/4=1/22.

Для трех молекул вероятность их нахождения в левой половине сосуда равна 1/23, а для четырех — 1/24. Именно такое значение вероятности мы и получили при детальном рассмотрении распределения молекул по сосуду.

Но если взять реальное число молекул газа в 1 см3 при нормальных условиях (n=3•1019), то вероятность того, что молекулы соберутся в одной половине сосуда объемом 1 см3, будет совершенно ничтожна:

Таким образом, только из-за большого числа молекул в макросистемах процессы в природе оказываются практически необратимыми. В принципе обратные процессы возможны, но вероятность их близка к нулю. Не противоречит, строго говоря, законам природы процесс, в результате которого при случайном движении молекул все они соберутся в одной половине класса, а учащиеся в другой половине класса задохнутся. Но реально это событие никогда не происходило в прошлом и не произойдет в будущем. Слишком мала вероятность подобного события, чтобы оно когда-либо случилось за все время существования Вселенной в современном ее состоянии — около нескольких миллиардов лет.

По приблизительным оценкам, эта вероятность примерно такого же порядка, как и вероятность того, что 20 000 обезьян, хаотично ударяя по клавишам пишущих машинок, напечатают без единой ошибки «Войну и мир» Л. Н. Толстого. В принципе это возможно, но реально никогда не произойдет.

Необратимость процессов в природе связана со стремлением систем к переходу в наиболее вероятное состояние, которому отвечает максимальный беспорядок.

Необратимость процессов в природе. Передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Колебания маятника. Старение организмов.

Слайд 18 из презентации «Первый закон термодинамики к изопроцессам» к урокам физики на тему «Термодинамика»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке физики, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Первый закон термодинамики к изопроцессам.pptx» можно в zip-архиве размером 1018 КБ.

Термодинамика

«Рабочая программа по термодинамике» — Самостоятельная работа. Контроль и оценивание, рефлексия. Двигатель внутреннего сгорания. Используемые технологии, методы, формы организации деятельности. И.И.Ползунов заменил водяной двигатель. Коэффициент полезного действия. При сгорании V1=1л бензина выделяется Е1=32. Тематическое планирование. Изопроцессы.

«Изобретение вечных двигателей» — Древняя модель. Пьющая утка. Барометрический вечный двигатель. Полые баки. Двигатель Грейнахера. Шариковые часы. Арабские вечные двигатели. Арабское оросительное колесо. Воображаемый механизм. Изобретение вечных двигателей. Вечный двигатель в теории. Вечный двигатель Орфиреуса. Колесо Бхаскары.

«Модели вечных двигателей» — Птичка Хоттабыча. Цепочка шаров на треугольной призме. Французская академия наук. Вечный двигатель. Некоторые примеры «вечных двигателей». Вечный двигатель в часах. Нидерландский физик и инженер. Вечный двигатель и закон Архимеда. Установка. Колесо с откидывающимися грузами. Автоматический подзавод часов.

«Второй закон термодинамики» — Обратный цикл Карно. Рабочее тело возвращается в исходное состояние. Рассмотрим круговой процесс в координатах и в TS — координатах. Круговой процесс в TS — координатах. Полученные уравнения. Холодильный коэффициент. Холодильный коэффициент обратного цикла Карно. Необходимо отвести от рабочего тела количество теплоты.

«Начала термодинамики» — Внутренняя энергия. Закон сохранения энергии. Количество теплоты, необходимое для нагревания. Система. Цикл Карно. Формула. Процесс возвращения рабочего тела в исходное состояние. КПД цикла Карно. Обратимые и необратимые процессы. Механический эквивалент теплоты. Бесконечно малое приращение. Политропический процесс.

«Применение первого закона термодинамики» — Работа расширения. Энтропия газа. Два принципа первого закона термодинамики. Работа расширения газа. Энтальпия газа. Внутренняя энергия газа. Количество подведённой теплоты. Поршень. Первый закон термодинамики. Энтропия. Расчетные величины. Изменение энтальпии.

Всего в теме «Термодинамика» 18 презентаций

Презентация была опубликована 4 года назад пользователемНадежда Листратова

Похожие презентации

Презентация на тему: » Необратимость процессов в природе. Тепловые двигатели. Дома:§82, 84, 16. упр.15.» — Транскрипт:

1 Необратимость процессов в природе. Тепловые двигатели. Дома:§82, 84, 16. упр.15

2 Примеры необратимых процессов. Передача тепла от более нагретого тела к менее нагретому. Колебания маятника. Старен6ие организмов.

3 Гармония процессов сохранения, разрушения и созидания есть основа существования и эволюции Вселенной. Синергетика признала Вселенную открытой, но не нашла в ней Бога! До появления синергетики в мире господствовал второй закон термодинамики. В соответствии с этим законом эволюционирование Вселенной сопровождалось ростом энтропии, выравниванием всех градиентов и потенциалов. Мир стремился к состоянию однородного хаоса, который был назван «тепловой смертью». Из уныния от такой перспективы человечество вывела синергетика – наука о самоорганизации и кооперации в природных явлениях. Именно синергетичекие процессы лежат в основе морфогенеза – появления новых форм материи. При этом авторы считали, что непременными условиями таких процессов являются обмен с окружающей средой, случайная природа внешних или внутренних воздействий, а также неустойчивость, нелинейность и необратимость Процесс, происходящий в системе под воздействием тех или иных факторов, следует считать обратимым (необратимым), если при прекращении воздействия этих факторов процесс прекращается и система возвращается (не возвращается) в свое первоначальное состояние

4 Существует несколько формулировок второго закона термодинамики. Одна из них гласит, что невозможен тепловой двигатель, который совершал бы работу только за счет источника теплоты, т.е. без холодильника. Мировой океан мог бы служить для него, практически, неисчерпаемым источником внутренней энергии (Вильгельм Фридрих Оствальд, 1901). Другие формулировки второго закона термодинамики эквивалентны данной. Формулировка Клаузиуса (1850): невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходило бы от тел менее нагретых к телам более нагретым. Существует несколько формулировок второго закона термодинамики. Одна из них гласит, что невозможен тепловой двигатель, который совершал бы работу только за счет источника теплоты, т.е. без холодильника. Мировой океан мог бы служить для него, практически, неисчерпаемым источником внутренней энергии (Вильгельм Фридрих Оствальд, 1901). Другие формулировки второго закона термодинамики эквивалентны данной. Формулировка Клаузиуса (1850): невозможен процесс, при котором тепло самопроизвольно переходило бы от тел менее нагретых к телам более нагретым.

5 Запасы внутренней энергии в земной коре и океанах можно считать практически неограниченными. Но располагать запасами энергии еще недостаточно. Необходимо уметь за счет энергии приводить в движение станки на фабриках и заводах, средства транспорта, тракторы и другие машины, вращать роторы генераторов электрического тока и т. д. Человечеству нужны двигатели устройства, способные совершать работу. Большая часть двигателей на Земле это тепловые двигатели, т. е. устройства, превращающие внутреннюю энергию топлива в механическую.

6 Тепловой двигатель (машина) – это устройство, которое совершает механическую работу циклически за счет энергии, поступающей к нему в ходе теплопередачи. Источником поступающего количества теплоты в реальных двигателях могут быть сгорающее органическое топливо, разогретый Солнцем котел, ядерный реактор, геотермальные воды и т.д. Тепловой двигатель (машина) – это устройство, которое совершает механическую работу циклически за счет энергии, поступающей к нему в ходе теплопередачи. Источником поступающего количества теплоты в реальных двигателях могут быть сгорающее органическое топливо, разогретый Солнцем котел, ядерный реактор, геотермальные воды и т.д.

7 Первые тепловые двигатели, широко распространившиеся в промышленности, назывались паровыми машинами.

8 В настоящее время наиболее распространены два типа двигателей: поршневой двигатель внутреннего сгорания (сухопутный и водный транспорт) и паровая или газовая турбина (энергетика). К современным тепловым двигателям можно отнести ракетные и авиационные двигатели.

9 В теоретической модели теплового двигателя рассматриваются три тела: нагреватель, рабочее тело и холодильник. Нагреватель – тепловой резервуар (большое тело), температура которого постоянна. В каждом цикле работы двигателя рабочее тело получает некоторое количество теплоты от нагревателя, расширяется и совершает механическую работу. Передача части энергии, полученной от нагревателя, холодильнику необходима для возвращения рабочего тела в исходное состояние. В теоретической модели теплового двигателя рассматриваются три тела: нагреватель, рабочее тело и холодильник. Нагреватель – тепловой резервуар (большое тело), температура которого постоянна. В каждом цикле работы двигателя рабочее тело получает некоторое количество теплоты от нагревателя, расширяется и совершает механическую работу. Передача части энергии, полученной от нагревателя, холодильнику необходима для возвращения рабочего тела в исходное состояние.

10 Нагреватель температуры Q 1 Теплота Q 1 Теплота Рабочее тело двигателя Рабочее тело двигателя Q 2 Теплота Q 2 Теплота Холодильник температуры Работа А Принцип действия тепловых двигателей

11 Для каждого цикла на основании первого закона термодинамики можно записать, что количество теплоты Q нагр, полученное от нагревателя, количество теплоты |Q хол |, отданное холодильнику, и совершенная рабочим телом работа А связаны между собой соотношением: A = Q нагр – |Q хол |. В реальных технических устройствах, которые называются тепловыми машинами, рабочее тело нагревается за счет тепла, выделяющегося при сгорании топлива.

12 Коэффициент полезного действия теплового двигателя Если задана модель рабочего тела в тепловом двигателе (например, идеальный газ), то можно рассчитать изменение термодинамических параметров рабочего тела в ходе расширения и сжатия. Это позволяет вычислить КПД теплового двигателя на основании законов термодинамики. На рисунке показаны циклы, для которых можно рассчитать КПД, если рабочим телом является идеальный газ и заданы параметры в точках перехода одного термодинамического процесса в другой.

13 Экологические последствия работы тепловых двигателей Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние: 1.Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов. 2.Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания). 3.Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца. Интенсивное использование тепловых машин на транспорте и в энергетике (тепловые и атомные электростанции) ощутимо влияет на биосферу Земли. Хотя о механизмах влияния жизнедеятельности человека на климат Земли идут научные споры, многие ученые отмечают факторы, благодаря которым может происходить такое влияние: 1.Парниковый эффект – повышение концентрации углекислого газа (продукт сгорания в нагревателях тепловых машин) в атмосфере. Углекислый газ пропускает видимое и ультрафиолетовое излучение Солнца, но поглощает инфракрасное излучение, идущее в космос от Земли. Это приводит к повышению температуры нижних слоев атмосферы, усилению ураганных ветров и глобальному таянию льдов. 2.Прямое влияние ядовитых выхлопных газов на живую природу (канцерогены, смог, кислотные дожди от побочных продуктов сгорания). 3.Разрушение озонового слоя при полетах самолетов и запусках ракет. Озон верхних слоев атмосферы защищает все живое на Земле от избыточного ультрафиолетового излучения Солнца.


Статьи по теме