2 חום, עבודה ואנרגיה1. ה ָיק ִָמני ִרמֹוד ֶת
שיעור
2
גלבוע קוד:131028
חֹום,ה ָבֹודֲע,ָהי ִג ְֶרנ ֵא
3. חֹום(Heat)
Q = m ∙ C ∙ ∆T
QכמותחוםJoule
mמסהkg
Cחוםסגולי
Joule
kg ∙ °K
∆Tהפרשטמפרטורות°K
4. מסה ליחידת חום העברת
•חום כמות בין יחס(Q)מסה ליחידת(m)של
חומר.
𝑞 =
𝑄
𝑚
𝑘𝐽
𝑘𝑔
5. חֹוםי ִגּול ְס(Specific Heat)
•את להעלות כדי הדרושה המסה ליחידת החום כמות
הטמפרטורהבמעלהשל אחתקלווין.
CV–ב סגולי חוםנפחקבוע:
האנרגיהמסה של הטמפרטורה את להעלות כדי הדרושה
ה כאשר אחת במעלה חומר של יחידהנפחקבוע נשמר.
CP–ב סגולי חוםלחץקבוע:
האנרגיהמסה של הטמפרטורה את להעלות כדי הדרושה
ה כאשר אחת במעלה חומר של יחידהלחץקבוע נשמר.
Joule
kg ∙ °K
6. גז קבוע,חום קיבולי יחס
R = CP − Cv
RקבועהגזJoule
kg ∙ °K
CPקבוע בלחץ סגולי חוםJoule
kg ∙ °K
Cvחוםקבוע בנפח סגולי
Joule
kg ∙ °K
k γיחסחום קיבולי
k =
CP
Cv
8. ה ָבֹודֲע(Work)
•האנרגיההמועברתנע גוף כאשרכוח כנגד.
–מסה תלוי סקלרי פיזיקלי גודל,ואינו נראה שאינו
למדידה ניתןישירה.
–כוח מכפלתF(המערכת התגברה עליו)במרחק
התנועהS.
W = F ∙ S WעבודהJoule
FכוחN
Sמרחק𝑚
10. הגבול עבודת
•טּות ְשַּתפ ִה עבודתאועל המתבצעת דחיסה-ידי
בוכנה של הפנימי החלק תנועת.
𝛿𝑊𝑏 = 𝐹 ∙ 𝑑𝑠 = 𝑃 ∙ 𝐴 ∙ 𝑑𝑠 = 𝑃𝑑𝑉
→ 𝑊𝑏 = 1
2
𝑃 ∙ 𝑑𝑉
11. באמצעות הגבול עבודת תאור
דיאגרמתP-V
•לעקומת מתחת השטח
התהליךהמתוארת
בדיאגרמתP-Vאת מייצג
העבודהבמהלך שבוצעה
תהליךהתפשטותאו
מערכת של דחיסהסגורה.
𝐴𝑟𝑒𝑎 = 𝐴 =
1
2
𝑑𝐴 =
1
2
𝑃 ∙ 𝑑𝑉
12. באמצעות הגבול עבודת תאור
דיאגרמתP-V
•ממצב לעבור יכול גז1למצב
2שונים בתהליכים,לכן,
העבודהבכל המבוצעת
תהליךמשום שונה תהיה
שונה מתחתיו המצוי שהשטח.
17. אדיאבטי תהליך של מכנית עבודה
𝑊1→2 =
1
2
𝑃 ∙ 𝑑𝑉 =
1
2
𝐶𝑉−𝑛 ∙ 𝑑𝑉 =
P1 ∙ V1 − P2 ∙ V2
k − 1
תהליךn
איזוברי0
איזוכורי∞
איזותרמי1
אדיאבטי𝐶 𝑃
𝐶 𝑣
= 1.4
𝑊1→2 =
mR T2 − T1
k − 1
𝑘 ≠ 1
18. העובד החומר(Working Substance)
•המכונות במרבית,חוקי לפי הפועלות
התרמודינמיקה,חומר ישנו(גז או נוזל)המשנה
תווך והמהווה יחסית בקלות צורתו את,
אנרגיה ומועברת נאגרת שבאמצעותו,בצורת
חוםאועבודה.
19. ָהי ִג ְֶרנ ֵא(Energy)
•לגרום גוף של יכולתולשינויים.
–ו אחר לגוף להעברה ניתנת זו יכולת/להמרה או
שונות לצורות,אבלאינהלההרס או להיווצר יכולה.
–גודלמסה תלוי סקלרי פיזיקלי,ואינו נראה שאינו
למדידה ניתןישירה.
–סימון:E
22. אנרגיהפנימית(Internal Energy)
–האנרגיהמערכת של=גודלזה ואין נתון מצב המאפיין
זה למצב המערכת הגיעה כיצד משנה(מצב פונקצית.)
–גודלהחומר בכמות התלוי.גדולה החומר שכמות ככל
יותר,הפנימית האנרגיה כמות יותר גדולה כך(גודל
אקסטנסיבי.)
–בצורת אנרגיה מעבריחימוםו/אועבודה ביצועו/או
קרינה,באנרגיה שינוי מתקיים כאשר מתרחשים
מערכת של הפנימית.
26. מערכת של כוללת אנרגיה
•הן סגורה במערכת להופיע יכולה אנרגיה שבהם הצורות שתי:
חום העברתומכנית עבודה.
•רובאת או גובהן את משנות אינן נעסוק בהן הסגורות המערכות
מהירותן,התרמודינמי התהליך כדי תוך.מבחינה כי נובע מכאן
הפנימית באנרגיה החלים בשינויים בעיקר נעסוק אנרגטית.
–הכוללת באנרגיה השינוישווההפנימית באנרגיה לשינוי.
E = U + PE + KE
∆E = ∆U
28. ה החוק-1התרמודינמיקה של
סגורה למערכת
•שינוישל פנימית באנרגיהשווה סגורה מערכת
להפרשביןהנכנסת הכוללת החום כמותובין למערכת
העבודה כמותביצעה שהמערכת.
∆𝑈 = 𝑄 𝑛𝑒𝑡 − 𝑊𝑛𝑒𝑡
שינוי
באנרגיה
פנימית
כמות
החום
שסופקה
למערכת
עבודה
שבוצעה
על-ידי
המערכת
29. סימנים כלל
> 0= 0< 0
באנרגיה שינוי∆U
גידולבאנרגיה
פנימית
איןשינויבאנרגיה
פנימית
באנרגיה ירידה
הפנימית
חום כמות(Q)
כניסתחום
למערכת
איןחום מעברחום יציאת
מהמערכת
עבודה(W)
מבצעת המערכת
על עבודה
הסביבה
לאמבוצעת/
מושקעתעבודה
מושקעת עבודה
אל מהסביבה
המערכת
31. איזוכורי בתהליך ראשון חוק
𝑚 ∙ 𝐶 𝑉 ∙ 𝑇2 − 𝑇1𝑄1→2
0𝑊1→2
∆𝑈1→2= 𝑄1→2 - 𝑊1→2
∆𝑈1→2= 𝑚 ∙ 𝐶 𝑉 ∙ 𝑇2 − 𝑇1 - 0
∆𝑈1→2= 𝑚 ∙ 𝐶 𝑉 ∙ 𝑇2 − 𝑇1
32. איזוברי בתהליך ראשון חוק
𝑚 ∙ 𝐶 𝑃 ∙ 𝑇2 − 𝑇1𝑄1→2
𝑃 ∙ 𝑉2 − 𝑉1 = m ∙ R ∙ 𝑇2 − 𝑇1𝑊1→2
∆𝑈1→2= 𝑄1→2 - 𝑊1→2
∆𝑈1→2= 𝑚 ∙ 𝐶 𝑃 ∙ ∆𝑇 − 𝑚 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇2 − 𝑇1
∆𝑈1→2= 𝑚 ∙ 𝐶 𝑉 ∙ 𝑇2 − 𝑇1
33. איזותרמי בתהליך ראשון חוק
0∆𝑈1→2
𝑚 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 ∙ 𝑙𝑛
𝑉2
𝑉1
𝑊1→2
∆𝑈1→2= 𝑄1→2 - 𝑊1→2
0 = 𝑄1→2 − 𝑚 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 ∙ 𝑙𝑛
𝑉2
𝑉1
𝑄1→2 = 𝑚 ∙ 𝑅 ∙ 𝑇 ∙ 𝑙𝑛
𝑉2
𝑉1
34. אדיאבטי בתהליך ראשון חוק
0𝑄1→2
𝑚𝑅 𝑇2 − 𝑇1
𝑘 − 1
𝑊1→2
∆𝑈1→2= 𝑄1→2 - 𝑊1→2
∆𝑈1→2 = 0 − 𝑊1→2
∆𝑈1→2= − 𝑊1→2 = 𝑚 ∙ 𝐶 𝑉 ∙ 𝑇2 − 𝑇1
Editor's Notes שינויים באנרגיה פנימית (מעברי אנרגיה) מתרחשים, אין זה נכון לומר: "הגז מכיל חום", "הגז מכיל עבודה". גז יכול להכיל רק אנרגיה פנימית הוא יכול לקבל ולמסור חום או עבודה.
vjue אנרגיה אינה יכולה להיווצר או להעלם; היא רק יכולה לשנות צורה.