Siltuma daudzums. Iekšējā enerģija. Gāzes darbs termodinamikā.

1. Siltuma daudzums. Iekšējā enerģija.
Gāzes darbs termodinamikā.
P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 26.-30. lpp.

2. Siltuma daudzums
• Dabā ķermeņi, kuriem ir augstāka temperatūra,
atdod siltumenerģiju ķermeņiem ar zemāku
temperatūru – notiek siltuma apmaiņa
– siltumvadīšana (ja ķermeņi saskaras)
– konvekcija (pārvietojas viela)
– siltumstarojums (enerģija tiek pārnesta viļņu veidā)
http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/8-klase/siltums-6507/re-7c116def-c560-4664-a083-d2bba131e044

3. Enerģiju, kuru siltuma apmaiņas
procesā atdod ķermenis ar
augstāku temperatūru un kuru
saņem ķermenis ar zemāku
temperatūru, sauc par
siltuma daudzumu Q,
mērvienība – džouli (J).

4. Saņemto siltuma daudzumu aprēķina
Q – siltuma daudzums, J
c – ķermeņa īpatnējā
siltumietilpība, J/(kg·K)
t1 vai T1 – sākuma
temperatūra
t2 vai T2 – beigu
temperatūra
Δt vai ΔT temperatūras
izmaiņa
Q = cm(t1-t2)
Q = cmΔt
Q = cm(T1-T2)
Q = cmΔT
Ķermeņa siltumietilpība C=cm
Q = CΔt Q = CΔT

5. Dots:
Q=210 kJ
ΔT=10 K
m=?
Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 17.lpp.
c = 4200 J/(kg·J)
C=?
Q = cmΔT
m = Q / (cΔT) m = 210·103
4200 ·10
5 kg=
C = cm C = 4200·5=21kJ/kg
Patstāvīgs uzd.: Ja ūdenim pievada 126 kJ siltuma, tad ūdens
temperatūra paaugstinās par 10 K. Noteikt ūdens masu.

6. Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 18.lpp.
Dots:
Q=2490 J
ΔT=20 K
C=?
m = 40 g
c=?
Q = CΔT
C = Q / ΔT C =
2490
20
124,5 J/K=
C = cm= 0,04kg
c = C / m c =
124,5
0,04
311,5 J/(kg·K)
=
=

7. Vienatoma gāzes iekšējā enerģija
• Atomu / molekulu stāvokli var raksturot ar
– kustības jeb kinētisko enerģiju Wk
– mijiedarbības jeb potenciālo enerģiju Wp
• Visu molekulu kopējo Wk un Wp summu
sauc par ķermeņa iekšējo enerģiju U.
U = Wk + Wp

8. Vienatoma gāzes iekšējā enerģija
• Ideālas gāzes modelī vienatoma gāzei (He, Ne,
Ar) atomu mijiedarbību neievēro:
U = Wk
3
2
k – Bolcmaņa konstante
k = 1,38 · 10-23
J/K
Wk= kT

9. Vienatoma gāzes iekšējā enerģija
• Ja gāzes daudzums n ir molu, tad visas gāzes
iekšējā enerģija ir
3
2
m – masa, kg
M – molmasa, kg/mol
k – Bolcmaņa konstante
T – absolūtā
temperatūra, K
NA – Avogadro skaitlis
R – universālā gāzu
konstante
U = kTNA
m
M
m
M
kNA = R
U = RT
3
2
m
M

10. Vairākatomu gāzu iekšējā enerģija
• Vairākatomu gāzei iekšējā enerģija atkarīga no
atomu skaita molekulā (brīvības pakāpes) un
temperatūras.
• Piemēram, divatomu molekulai temperatūrā no
6100 K
m – masa, kg
M – molmasa, kg/mol
T – absolūtā temperatūra, K
R – universālā gāzu konstante
U = RT
7
2
m
M
https://en.wikipedia.org/wiki/Thermodynamic_temperature

11. Puķītis. Fizika
11. klasei.
Praktiskie darbi.
17.lpp.
U = kTN
3
2 U = RT
3
2
m
M = R
pV
T
m
M
R=kNA
No formulas: ja T ir
vienādas, N vienāds,
vienāda arī U
He molmasa M=4 g/mol,
neonam M = 20 g/mol.
No formulas – ja m un T ir
vienādas, U ietekmē tikai M.
Jo M lielāka, jo U mazāka. Tā kā
Ne molekulmasa 5x lielāka kā He,
U neonam ~ 5x mazāka kā hēlijam.
No formulas: ja p, V
un T ir vienādi, tad
traukos ir vienāds
skaits molekulu un
vienāda arī U.

12. Gāzes darbs termodinamikā
• Darbs A tiek veikts tad, kad ķermenis
pārvietojas attālumā L spēka F ietekmē
http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=220. html
http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Thermodynamics/Ideal_Gas_Processes#Work_in_Ideal_Gases

13. Gāzes darbs termodinamikā
• Gāze uz virzuli iedarbojas ar spēku F = pS (p-gāzes
spiediens, S-virzuļa šķērsgriezuma laukums)
• Izobāriskā procesā (p=const), ja virzulis pārvietojas
attālumā L, A=FL jeb A=pSL
• Reizinājums SL ir gāzes tilpuma pieaugums ΔV
A = p ΔV

14. https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/gazes_darbs/

15. Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 18.lpp.
• Ja gāze veiktu darbu bez enerģijas zuduma, tad
ΔU = 100 kJ – 20 kJ = 80 kJ.
• Ja pēc darba ir vairāk enerģijas kā ΔU = 80 kJ,
siltums pievadīts, ja mazāk – zaudēts.
• A: Q=120-80= 40 kJ (enerģija paliek pāri, siltums pievadīts)
• B: Q=100-80= 20 kJ (enerģija paliek pāri, siltums pievadīts)
• C: Q=80-80= 0 kJ (siltuma apmaiņa nenotiek)
• D: Q=60-80= -20kJ (enerģija pietrūkst, siltums atdots)

16. Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 19.lpp.
Dots:
S=100 cm2
p=2·105
Pa
Δ V=?
L=20 cm
A=?
ΔV=S·L ΔV = 100·10-4
· 0,2 =
=2·10-3
m
A = p·ΔV
= 0,2 m
A = 2·105
· 2·10-3
=
=400 J
= 100·10-4
m
Atkārtot darbības ar pakāpēm:
http://www.uzdevumi.lv/p/matematika/7-klase/pakapes-1027/re-ebaf1c7d-e416-453a-bdb7-e686c2dde9b8

17. Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 19.lpp.
Ja darbu veic gāze, tā iekšējo enerģiju zaudē (iekšējā enerģija pēc darba ir mazāka kā
pirms darba.
Ja darbu veic ārējs spēks, gāzes iekšējā enerģija pieaug (iekšējā enerģija pēc darba ir
lielāka kā pirms darba.
200-160=40
180-40=140
160-60=100
200+50+100=350
100+150+200=450
500-100-100=300
400-100-120=180
300-160+100=360

18. Papildus informācijas avoti:
• http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/8-klase/siltums-6507/re-7c116def-c560-
4664-a083-d2bba131e044
• http://www.dzm.lu.lv/fiz/IT/F_11/default.aspx@tabid=3&id=220.html
• https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/siltums_un_darbs/gazes_darbs/
• Особенности различных способов теплопередачи. Примеры
теплопередачи в природе и технике
http://interneturok.ru/ru/school/physics/8-klass/teplovye-
yavleniya/osobennosti-razlichnyh-sposobov-teploperedachi-primery-
teploperedachi-v-prirode-i-tehnike
• Количество теплоты. Удельная теплоемкость
http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/undefined/kolichestvo-
teploty-udelnaya-teploemkost?seconds=0&chapter_id=850
Videostundas krievu valodā:

19. JAUTĀJUMI?