Vai tas ir iespējams, ka ķermeņa temperatūra var paaugstināties bez siltuma pievadīšanas? Izskaidro!
Vai ķermeņa temperatūrai noteikti jāmainās, ja siltums tiek pievadīts vai aizvadīts? Izskaidro!
Vai ķermeņa temperatūrai noteikti jāmainās, ja siltums tiek pievadīts vai aizvadīts?
Saskaņā ar enerģijas nezūdamības likumu, pirmais termodinamikas likums nosaka, ka siltumapmaiņas procesā termodinamiskai sistēmai pievadītais siltuma daudzums tiek patērēts divējādi: mainot sistēmas iekšējo enerģiju vai sistēmai pastrādājot mehānisko darbu (darbu veic, piemēram, gāze): \(Q=\Delta U+A_{\mathrm{g}}\). Ķermeņa temperatūra mainās, ja mainās tā iekšējā enerģija. Ja siltums netiek pievadīts, tad \(Q=0\), un iekšējā enerģija var mainīties uz ārējo spēku pastrādātā darba rēķina. Darbu var veikt uz mehāniskās enerģijas, ķīmiskās enerģijas rēķina vai citādāk.
Atbilde: Temperatūra var paaugstināties bez siltuma pievadīšanas. Piemēri:
- berzes rezultātā;
- gāzi adiabātiski saspiežot;
- gāzei strauji palielinot spiedienu;
- kodolreakciju vai ķīmisko reakciju rezultātā.
Vai ķermeņa temperatūrai noteikti jāmainās, ja siltums tiek pievadīts vai aizvadīts? Izskaidro!
Izmanto pirmo termodinamikas likumu \(Q=\Delta U+A_{\mathrm{g}}\). Ja termodinamiskajai sistēmai pievada siltuma daudzumu \(Q\), tad var mainīties iekšējā enerģija \(\Delta U\) un var tikt pastrādāts darbs \(A\). Iekšējās enerģijas izmaiņa ir saistīta ar temperatūras izmaiņām. Ja viss pievadītais siltuma daudzums tiek iztērēts darba veikšanai, tad iekšējā enerģija, un līdz ar to arī temperatūra, nemainās.
Atbilde: Ķermeņa temperatūrai nav noteikti jāmainās, ja ķermenim tiek pievadīts vai no ķermeņa tiek aizvadīts siltums. Piemēri:
- kristālisku vielu agregātstāvokļa maiņas procesā siltums tiek pievadīts vai aizvadīts, taču ķermeņa temperatūra nemainās;
- ledum pievada siltumu, to kausējot, tomēr kušanas laikā ledus temperatūra nemainās;
- siltumu pievada ūdenim un ūdens vārās, taču ūdens temperatūra nemainās;
- izotermiskā procesā gāzei pievadītais siltuma daudzums pāriet darbā;
- siltums tiek izmantots, lai sarautu saites starp atomiem un molekulām, bet nevis temperatūras paaugstināšanai.
Vērtēšanas kritēriji
Izmanto pirmo termodinamikas likumu vai enerģijas nezūdamības likumu, vai citādāk skaidro, ka temperatūra var paaugstināties bez siltuma pievadīšanas – 1 punkts.
Pamato ar piemēriem, ka temperatūra var paaugstināties bez siltuma pievadīšanas – 1 punkts.
Izmanto pirmo termodinamikas likumu vai enerģijas nezūdamības likumu, vai citādāk skaidro, ka temperatūra var arī nemainīties, ja siltums tiek pievadīts vai aizvadīts – 1 punkts.
Pamato ar piemēriem, ka temperatūra var arī nemainīties, ja siltums tiek pievadīts vai aizvadīts – 1 punkts.
Skolēnu risinājumu un to vērtējumu piemēri
1. piemērs: risinājums novērtēts ar 4 punktiem.
2. piemērs: risinājums novērtēts ar 2 punktiem (par atbildi uz pirmo jautājumu 2 punkti, par atbildi uz otro jautājumu - 0 punkti).
3. piemērs: risinājums novērtēts ar 0 punktiem.
