سلام به همه کنکوریهای عزیز 🖐🖐
در این مطلب به بررسی فصل پنجم فیزیک دهم میپردازیم.
🔴ویژگیهای مطلب🔴
درسنامه و نکات
5 تست شناسنامهدار
1 تست چالشی
پاسخ تشریحی سوالات در فایل ضمیمه
نویسنده : علی اشرفپور، رتبه 103 منطقه 3 کنکور ریاضی 1401
فرآیند ترمودینامیکی:
هنگامی که دستگاه از یک حالت تعادل به حالت دیگر برود، میگوییم فرآیند (تحول) ترمودینامیکی رخ داده است. در این حالت متغیر های دینامیکی دستگاه تغییر می کند.
تذکر:اگر در طول فرآیند دستگاه همواره به حالت تعادل نزدیک باشد می گوییم فرآیند ایستاوار بوده است.
تذکر:تنها در صورتیکه فرآیند ما ایستاوار باشد می توان مسیر فرآیندبین دو حالت اولیه و ثانویه به درستی رسم کرد.
تبادل انرژی به صورت گرما:هنگامی که بین محیط و دستگاه اختلاف دما وجود داشته باشد، گرما بین آن ها مبادله می شود.
تذکر :هنگامی که گفته می شود گاز با محیط تبادل گرما می کند معمولا این تبادل گرما با یک منبع گرمایی اتفاق میافتد.
منبع گرمایی :جسمی که اگر مقدار قابل توجهی گرمابگیرد یااز دست بدهد، دمایش تغییرچشمگیری نکند.
تبادل انرژی به صورت کار:هنگامی که حجم گاز (دستگاه) تغییر کند تبادل انرژی بین گاز و محیط به صورت انجام کار خواهد بود.
تذکر:اگر حجم دستگاه ثابت باشد کار ترمودینامیک صفر خواهد بود.
تذکر:منظور از کار ترمودینامیک کار محیط بر روی دستگاه است که معادل تراکم دستگاه است.
قانون اول ترمودینامیک:تغییر انرژی درونی یک دستگاه برابر است با مجموع جبری گرمایی که دستگاه دریافت می کند و کاری که بر رویدستگاه انجام می شود بطوریکه خواهیم داشت : U=Q+W∆
فرآیندهای خاص ترمودینامیک:
الف)فرآیند هم حجم:
فرض کنید مقداری گاز در لحظه ای با حجم ثابت در مجاورت یک منبع گرما قرار دارد، در این حالت فشار گاز متناسب با دمای مطلق گاز می باشد.
محاسبه انرژی گرمایی در فرآیند هم حجم :
ظرفیت گرمایی در حجم ثابت :برابر است با مقدار گرمایی که در حجم ثابت به یکای جرم دستگاه داده می شودتا دمای آن یک کلوین بالا رود. ظرفیت گرمایی مولی در حجم ثابت: برابر است با مقدار گرمایی که در حجم ثابت به یک مول دستگاه داده می شود تا دمای آن یک کلوین بالا رود.در گازها گرمای ویژه به نوع فرآیند بستگی دارد.
نکته:گرمای مولی در حجم ثابت به جنس گاز و تعداد اتم های موجود در مولکول گاز بستگی دارد.
ب) فرآیند هم فشار:
فرض کنید مقداری گاز در سیلندری که شامل پیستون بدون اصطکاک می باشد قرار داشته و در مجاورت یک منبع گرما قرار دارد در این حالت حجم متناسب با دمای مطلق گاز می باشد.
محاسبه کار در فرآیند هم فشار :
وقتی یک گاز به آرامی گرم شود نیرویی که دستگاه به پیستون وارد می کند باعث انجام کار دستگاه بر محیط خواهد شد
در ترمودینامیک منظور از کار،کار محیط روی دستگاه است که آن را با W نمایش می دهند و به صورت زیر محاسبه می شود: W = - P ∆V
محاسبه انرژی گرمایی در فرآیند هم فشار :
ظرفیت گرمایی در فشار ثابت :
مقدار انرژی گرمایی که در فشار ثابت به یکای جرم گازداده می شود تا دمای آن یک کلوین بالارود.
ج) فرآیند هم دما :
فرآیندی که در طی آن دمای دستگاه ثابت می ماند را فرآیند هم دما می گویند. اما چگونه ممکن است؟
تحقق ایجاد یک فرآیند هم دما بسیار آهسته بودن روند فرآیند می باشد. یعنی اگر می خواهیم گاز داخل یک استوانه را که در تماس با یک منبع گرمایی است متراکم کنیم باید عمل تراکم بسیار آهسته و به تدریج صورت پذیرد تا گاز بتواند در هرمرحله از این تغییرات کوچک با منبع گرمایی به تعادل گرمایی برسد! P₁V₁ = P₂ V₂
نکته:در فرآیند هم دما همواره Q و W علامت مخالف هم دارند و از نظر اندازه با هم برابرند!
د) فرآیند بی دررو :
در این فرآیند بین دستگاه و محیط گرمایی مبادله نمی شود (Q=0) برای همین در این جا دستگاه ما همواره عایق بندی شده و منزوی است. راه دیگر انجام یک فرآیند بی دررو انجام ناگهانی و به سرعت آن است. در اینجا نیز سیستم فرصت مبادله گرما ندارد.
* در این فرآیند هر سه کمیت فشار، حجم و دمای مطلق تغییر میکند.
* مقدار تغییرات فشار همواره در فرآیند بی دررو بیشتر از دماست.
چرخه :
فرآیندی که در طول آن دستگاه پس ازطی چند فرآیند دوباره به حالت اولیه خود بازگردد را چرخه می گویند. هر مرحله از چرخه می تواند یکی از فرآیند های چهارگانه قبل باشد.
* در چرخه تغییر انرژی درونی دستگاه برابر با صفر است.
* اندازه گرمای مبادله شده در چرخه با مقدار کار انجام شده برابر است و علامت های مخالف همدیگر دارند.
* به گرمای چرخه گرمای خالص مبادله شده می گویند.
* اگر مسیر فرآیند چرخه ساعتگرد باشد دستگاه گرما گرفته (Q> 0) و کار انجام می دهد و منبسط می شود (W<0 )
* مقدار کار انجام شده در یک چرخه با مساحت داخل چرخه در نمودار P-V برابر است.
*بازده یک ماشین گرمایی به نسبت کارانجام شده به مقدار گرمای دریافتی از منبع گرم گفته می شود و طبق رابطه ی زیر تعریف میشود :
بالاترین بازدهی در ماشین های گرمایی متعلق به چرخه کارنو است و از رابطه زیر نیز محاسبه میشود :
قانون دوم ترمودینامیک به بیان ماشین گرمایی :
ممکن نیست دستگاه چرخه ای را بپیماید که در طی آن مقداری گرما از منبع گرم جذب و تمام آن را به کار تبدیل کند. یعنی امکان ساخت ماشینی با بازدهی صددرصد از نظر قانون دوم ترمودینامیک غیر ممکن است.
یخچال:
یخچال وسیله ای است که با انجام کار گرما را از منبع سرد میگیرد و به منبع گرم گرما می دهد.
ضریب عملکرد یخچال را با K نمایش می دهندکه طبق رابطه زیر تعریف می شود :
همانند ماشین گرمایی، برای یخچال هم چرخه ی ایده آل کارنو موجود است که ضریب عملکرد بیشینه دارد و به صورت زیر محاسبه می شود.
قانون دوم ترمودینامیک به بیان یخچالی :
این قانون بیان می کند که "ممکن نیست گرما به طور خودبخودی از جسمی با دمای کمتر به جسمی با دمای بیشتر انتقال یابد." قانون دوم ترمودینامیک به بیان ماشین گرمایی و یخچال معادل یکدیگرند.
به بررسی تست های شناسنامه دار می پردازیم:
!سوال چالشی!
دوستان به نکات زیر توجه فرمایید:
1-در این سری از جزوات در آخر 5 تست، یک تست سخت از همان مبحثی که در جزوه بررسی و مطرح گردیده قرار داده میشود.
2-کسانی که بتوانند جواب صحیح رو پیدا کنند در بین آنها قرعه کشی شده (البته لازم به ذکر است اگر تعداد پاسخ درست کمتر از3 باشد همه آنها برنده سوال چالشی می باشند)
3-تذکر بسیار مهم:حتماً گزینه مورد نظرتون رو با صفحه شخصی خودتون در سایت قلم چی در زیر همین مطلب در بخش کامنت ها ارسال بفرمایید.
4- و رسیدیم به جایزه:جایزه فرد برنده (که اسامی افراد برنده در هر بار در پست های بعدی اطلاع رسانی می شود)
به این شرح است:
1-مشاوره رایگان1 ساعته(روش های مطالعه و نحوه کنترل استرس و...)
2-نوشتن برنامه مطالعه یک روزه کاملاً رایگان
3-رفع اشکال درس فیزیک دهم-یازدهم به مدت 0/5 ساعت
توجه: جوایز به صورت تصادفی و یکی از این سه مورد برای برندگان تعلق میگیره.
توجه:حتماً هر روز به صفحه ای که کامنت گذاشتید سر بزنید و از آخرین جزوات و اخبار برندگان مطلع باشید.
برای ارتباط بیشتر با برترها و رزرو پشتیبان ویژه، پیج اینستاگرام و کانال تلگرام کانون برترها را دنبال کنید، همچنین میتونید با شماره ۰۲۱۸۴۵۱ داخلی ۳۱۲۳ تماس بگیرید.
پیج اینستاگرام | کانال تلگرام کانون برترها |
 |  |
