Первый закон термодинамики

4 СИТУАЦИИ · 2 БАЛЛА

7. Работа газа при приготовлении продукта в күбі

Найдите лишнюю ситуацию и объясните выбор. Для каждой ситуации определите, совершает ли газ механическую работу, используя связь работы газа с изменением его объёма. Обоснуйте ответ с позиций первого закона термодинамики и бережного использования энергии.

1. Во время взбивания продукта на подвижную крышку күбі нажимают, и она опускается, сжимая воздух внутри.
2. Молочную смесь в плотно закрытой жёсткой күбі нагревают, не изменяя положения стенок.
3. После приготовления продукт в герметичной жёсткой күбі остывает, пока её стенки остаются неподвижными.
4. Воздух над продуктом в закрытой жёсткой күбі получает тепло от тёплой смеси, но стенки сосуда не перемещаются.

5 ШАГОВ · 2 БАЛЛА

8. Алгоритм расчёта изменения внутренней энергии при взбивании кóбы

Расположите шаги решения задачи о күбі пісу: при взбивании содержимое получает механическую работу, часть которой рассеивается в окружающую среду. Используйте первый закон термодинамики и внимательно учитывайте знаки работы и количества теплоты.

1. Подставить найденные значения в закон, вычислить $\Delta U$, проверить единицы измерения и кратко объяснить результат с точки зрения бережного использования энергии.
2. Записать первый закон термодинамики $Q=\Delta U+A$, где $A$ — работа, совершённая газом или содержимым системы.
3. Рассчитать механическую работу внешней силы по формуле $A_{\text{внеш}}=Fs$, указав единицы измерения.
4. Учесть тепловые потери: записать количество теплоты $Q$ со знаком «минус», а работу системы выразить через работу внешней силы с противоположным знаком.
5. Определить систему, направление передачи энергии и величины, которые нужно найти: работу взбивания и изменение внутренней энергии.

КҮБІ ПІСУ · 4 БАЛЛА

9. Механическая работа и внутренняя энергия продукта

Во время традиционного приготовления продукта в күбі мастер 30 раз перемещал мутовку на расстояние $0,8$ м. Средняя сила, с которой он действовал на мутовку, равна $50$ Н. Огонь и электрический нагреватель не использовались. Считайте, что $75\%$ совершённой механической работы перешло во внутреннюю энергию продукта, а остальная энергия рассеялась из-за трения. Определите: 1) механическую работу, совершённую при взбивании; 2) изменение внутренней энергии продукта; 3) энергию, рассеянную при трении. Объясните, почему такой способ приготовления соответствует бережному использованию энергии в духе инициативы «Таза Қазақстан».

6 СИТУАЦИЙ · 5 БАЛЛОВ

10. Работа газа при взбивании в күбі

Распредели карточки по трём группам: газ совершает положительную работу, внешние силы совершают работу над газом, работа газа равна нулю. Учитывай, как движение воздуха и изменение объёма при взбивании влияют на внутреннюю энергию продукта в күбі. Для каждой карточки кратко объясни выбор через первый закон термодинамики.

Слова для распределения: Воздушное пространство внутри жёсткой күбі охлаждается после взбивания; его объём остаётся постоянным, поэтому работа газа равна нулю., Воздух над продуктом в закрытой күбі нагревается от тёплого продукта, но стенки и крышка не перемещаются., При резком подъёме мутовки воздух в полости над сливками расширяется и перемещает крышку вверх, способствуя перемешиванию., При энергичном движении мутовки объём воздушной прослойки над продуктом уменьшается, поэтому воздух сжимается и нагревается., Плотно закрытую күбі с воздухом внутри сжимают при нажатии на крышку во время взбивания; внешние силы совершают работу над газом., Воздух над взбиваемым продуктом расширяется и поднимает подвижную крышку күбі; часть энергии движения передаётся продукту., Мутовку быстро опускают в күбі, сжимая воздух над продуктом; его внутренняя энергия увеличивается и передаётся продукту., Воздух в неподвижной герметичной ёмкости рядом с күбі обменивается теплотой с продуктом, но объём ёмкости не изменяется., Нагретый воздух в күбі расширяется и выталкивает часть воздуха через неплотность крышки, пока продукт продолжает взбиваться.