Физика и астрономия · 8 клас · Топлинни явления: Първи принцип на термодинамиката

Първи принцип на термодинамиката. Невъзможност на вечния двигател

Име: Клас: Дата:

Какво изразява първият принцип на термодинамиката?
- А) Закона за запазване на енергията при топлинни процеси
- Б) Закона за инерцията
- В) Закона за скачените съдове
- Г) Закона на Архимед
Газ получава 1000 J топлина и извършва работа 400 J. Как се изменя вътрешната му енергия?
- А) Увеличава се с 1400 J
- Б) Намалява с 600 J
- В) Увеличава се с 400 J
- Г) Увеличава се с 600 J
Газ получава 300 J топлина, а вътрешната му енергия нараства със 100 J. Каква работа е извършил газът?
- А) 200 J
- Б) 400 J
- В) 100 J
- Г) −200 J
Газ отдава 500 J топлина и в същото време извършва работа 200 J. Как се изменя вътрешната му енергия? (A е работата, извършена от газа)
- А) Намалява със 700 J
- Б) Намалява с 300 J
- В) Увеличава се с 300 J
- Г) Увеличава се със 700 J
Газ извършва работа 150 J, а вътрешната му енергия нараства с 350 J. Колко топлина е получил?
- А) 200 J
- Б) 500 J
- В) 350 J
- Г) −200 J
Как се записва първият принцип на термодинамиката, ако A е работата, извършена от газа?
- А) Q = ΔU + A
- Б) Q = ΔU − A
- В) Q = A − ΔU
- Г) Q = ΔU · A
Газ получава 800 J топлина, а вътрешната му енергия не се изменя. Каква работа извършва газът?
- А) 0 J
- Б) −800 J
- В) 800 J
- Г) 1600 J
Над газ се извършва работа 300 J и той отдава 100 J топлина. Как се изменя вътрешната му енергия?
- А) Увеличава се с 400 J
- Б) Намалява с 200 J
- В) Намалява с 400 J
- Г) Увеличава се с 200 J
Газ получава 200 J топлина, но вътрешната му енергия намалява с 50 J. Каква работа е извършил газът?
- А) 150 J
- Б) 250 J
- В) 50 J
- Г) −250 J
При кой процес цялата получена от газа топлина отива за увеличаване на вътрешната му енергия?
- А) При постоянна температура
- Б) При постоянно налягане
- В) При постоянен обем
- Г) При процес без топлообмен
Какво е вечен двигател от първи род?
- А) Двигател, който работи с вода
- Б) Двигател на слънчева енергия
- В) Двигател с КПД 30 %
- Г) Машина, която извършва работа, без да получава енергия отвън
Защо махало, оставено само, накрая спира?
- А) Енергията му изчезва
- Б) Силата на тежестта спира да действа
- В) Механичната му енергия се превръща във вътрешна поради триене и съпротивление
- Г) Масата му намалява
Защо научните институции отказват да разглеждат проекти за вечен двигател?
- А) Твърде скъпи са
- Б) Вдигат много шум
- В) Противоречат на закона за запазване на енергията
- Г) Замърсяват въздуха
Изобретател твърди, че двигателят му в цикъл получава 100 J топлина и извършва 120 J работа. Какво може да се каже?
- А) Възможно е, КПД е 120 %
- Б) Възможно е, ако двигателят се охлажда
- В) Невъзможно е: работата не може да е по-голяма от получената енергия
- Г) Възможно е, ако работи бавно
Колело с тежести по обиколката е познат проект за вечен двигател. Ще се върти ли то вечно?
- А) Не, триенето го спира и няма източник на енергия
- Б) Да, тежестите винаги дърпат едната страна надолу
- В) Да, ако е достатъчно голямо
- Г) Да, ако е от метал
Възможно ли е да се построи вечен двигател от първи род?
- А) Не
- Б) Да, с много силни магнити
- В) Да, ако няма триене
- Г) Да, в космоса
Кой закон показва, че вечен двигател от първи род е невъзможен?
- А) Законът за запазване на енергията
- Б) Законът на Паскал
- В) Законът на Архимед
- Г) Законът на Ом
Машина получава 1000 J енергия. Каква е най-голямата работа, която тя може да извърши?
- А) 2000 J
- Б) Неограничена
- В) 1000 J
- Г) 10 000 J
Защо всяка реална машина извършва по-малко полезна работа от получената енергия?
- А) Енергията изчезва
- Б) Част от енергията се превръща във вътрешна заради триенето и други загуби
- В) Машината създава нова енергия
- Г) Работата винаги е отрицателна
Махало във вакуум и почти без триене се люлее много дълго. Вечен двигател ли е това?
- А) Да, защото никога не спира
- Б) Да, защото е във вакуум
- В) Да, ако е достатъчно тежко
- Г) Не, защото не извършва полезна работа; ако му отнемаме енергия, ще спре

Отговори

1. А) Закона за запазване на енергията при топлинни процеси Топлината, получена от газа, отива за изменение на вътрешната му енергия и за извършване на работа.
2. Г) Увеличава се с 600 J ΔU = Q − A = 1000 − 400 = 600 J.
3. А) 200 J A = Q − ΔU = 300 − 100 = 200 J.
4. А) Намалява със 700 J ΔU = Q − A = (−500) − 200 = −700 J.
5. Б) 500 J Q = ΔU + A = 350 + 150 = 500 J.
6. А) Q = ΔU + A Получената топлина отива за изменение на вътрешната енергия и за работата на газа.
7. В) 800 J От Q = ΔU + A при ΔU = 0 следва A = Q = 800 J.
8. Г) Увеличава се с 200 J Газът получава 300 J чрез работа и губи 100 J чрез топлина: ΔU = 300 − 100 = 200 J.
9. Б) 250 J A = Q − ΔU = 200 − (−50) = 250 J.
10. В) При постоянен обем При постоянен обем газът не извършва работа (A = 0), затова Q = ΔU.
11. Г) Машина, която извършва работа, без да получава енергия отвън Такава машина би създавала енергия от нищо.
12. В) Механичната му енергия се превръща във вътрешна поради триене и съпротивление Енергията не изчезва, а се превръща във вътрешна енергия на махалото, окачването и въздуха.
13. В) Противоречат на закона за запазване на енергията Всеки такъв проект нарушава първия принцип на термодинамиката.
14. В) Невъзможно е: работата не може да е по-голяма от получената енергия В един цикъл ΔU = 0, значи A = Q и не може да надхвърли 100 J.
15. А) Не, триенето го спира и няма източник на енергия Без външна енергия колелото може само да губи енергия поради триене, затова спира.
16. А) Не Такъв двигател би извършвал работа без източник на енергия, което противоречи на закона за запазване на енергията.
17. А) Законът за запазване на енергията Първият принцип на термодинамиката е законът за запазване на енергията при топлинни процеси.
18. В) 1000 J Машината не може да извърши повече работа от получената енергия, а в действителност извършва по-малко заради загубите.
19. Б) Част от енергията се превръща във вътрешна заради триенето и други загуби Енергията не изчезва, но част от нея отива за нагряване на частите на машината и околната среда.
20. Г) Не, защото не извършва полезна работа; ако му отнемаме енергия, ще спре Вечният двигател трябва да извършва работа без да получава енергия. Махалото само запазва енергията си и спира, щом го натоварим.

Игрален час · игри и работни листове по програмата на МОН