የመጀመሪያውን የቴርሞዳይናሚክስ ህግ በኢሶተርማል ሂደቶች (ቋሚ የሙቀት መጠን) ላይ የመተግበር 5 ምሳሌዎች
1. ከታች ያለው ግራፍ ተስማሚ የሆነ ጋዝ ያሳያል የኢሶተርማል ሂደት (አቀራረብ)። በጋዝ ሂደት ውስጥ የሚከናወነው ሥራ…
ውይይት
ስራው ተከናውኗል = ከከርቭ በታች ያለው ቦታ AB = የሶስት ማዕዘን ስፋት + የአራት ማዕዘን ስፋት
ወ = [½ (8 x 10)5–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
ወ = [½ (4 x 10)5)(2)] + [4 x 105 (2)
ወ = [4 x 105] + [8 x 105]
ወ = 12 x 105 ዬሉል
በ AB ሂደት ውስጥ በጋዙ የተሰራው ስራ = 12 x 105 ዬሉል
2. በኤቢሲ ሂደት ውስጥ ተስማሚ በሆነ ጋዝ የተሰራው ስራ…
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
ግፊት 1 (ፒ)1) = 10 x 105 N / m2
ግፊት 1 (ፒ)1) = 5 x 105 N / m2
ጥራዝ 1 (ቪ)1) = 10 ሊትር = 10 ዲሜ3 = 10x10-3 m3
ጥራዝ 2 (ቪ)2) = 30 ሊትር = 30 ዲሜ3 = 30 x 10-3 m3
ተጠይቋል : በጋዝ የተከናወነ ሥራ በሂደት ላይ ABC
ጃዋር :
በቢሲ ሂደት፣ መጠኑ ቋሚ ሆኖ ይቆያል፣ ስለዚህ በጋዙ የሚሰራ ምንም አይነት ስራ የለም። ጋዙ የሚሰራው በቢቢ ሂደት ውስጥ ብቻ ነው ምክንያቱም በመጠን ለውጥ ስላለ። ስለዚህ፣ በጋዙ የሚሰራው ስራ በቢቢሲ ሂደት ውስጥ = በጋዙ የሚሰራው ስራ በቢቢ ሂደት ውስጥ ነው።
በጋዝ የተሰራ ስራ = ከከርቭ ስር ያለው ቦታ AB = የሶስት ማዕዘን ስፋት + የአራት ማዕዘን ስፋት።
ወ = [½(10×10)5–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
ወ = [½ (5 x 10)5)(20)] + [5 x 105 (20)
ወ = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
ወ = [50 x 105]+ [100 x 105]
ወ = 150 x 105 ዬሉል
ወ = 1,5 x 107 ዬሉል
3. አንድ ጋዝ በኢሶተርማል ሂደት ውስጥ ያልፋል። ጋዙ 5000 ጁል ስራዎችን ለማከናወን መወሰድ ያለበት የሙቀት መጠን…
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
ስራ (ወ) = 5000 ጁልስ
ተጠይቋል ሙቀት የተወሰደ (Q)
ጃዋር :
በዚህ ጥያቄ ውስጥ የተጠቀሰው የኢሶተርማል ሂደት የሙቀት መጠኑ ቋሚ ሆኖ የሚቆይበት የቴርሞዳይናሚክ ሂደት ነው። በሙቀት (T) እና በጋዝ ውስጣዊ ኃይል ለውጥ መካከል ያለው ግንኙነት በሚከተለው እኩልታ ይገለጻል፡
የሙቀት መጠኑ ቋሚ ከሆነ የሙቀት መጠኑ ለውጥ ዜሮ ነው። የሙቀት መጠኑ ለውጥ ዜሮ ነው፣ ስለዚህ የውስጥ ኃይል ለውጥ ዜሮ ነው። የቴርሞዳይናሚክስ የመጀመሪያውን ህግ መተግበር የሚከተሉትን ውጤቶች ያስገኛል።
የቴርሞዳይናሚክስ የመጀመሪያ ህግ :
የውስጥ ኢነርጂ (U) ለውጥ ዜሮ ከሆነ በጋዙ የሚወሰደው ሙቀት (Q) ከጋዙ (W) ስራ ጋር እኩል ነው። ጋዝ ሙቀትን ሲስብ፣ ጋዙ ተጨማሪ ኢነርጂ ያገኛል እና ይህ ተጨማሪ ኢነርጂ በጋዙ ስራ ለመስራት ይጠቅማል።
ስለዚህ በጋዙ የሚወሰደው ሙቀት = በጋዙ የሚሰራው ስራ = 5000 ጁልስ።
4. በኢሶተርማል ሂደት ውስጥ ያለ ጋዝ መጠን (V) ላይ ያለው የግፊት (P) ግራፍ ከዚህ በታች ባለው ምስል ላይ ይታያል። በሂደቱ AB ውስጥ በጋዙ የሚወሰደው የሙቀት መጠን…
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
ግፊት 1 (ፒ)1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
ግፊት 2 (ፒ)2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
ጥራዝ 1 (ቪ)1) = 2 ሜትር3
ጥራዝ 2 (ቪ)2) = 6 ሜትር3
ተጠይቋል : በሂደት ላይ ባለው AB ውስጥ በጋዝ የሚወሰደው ሙቀት (Q)
ጃዋር :
ኢሶተርማል = የማያቋርጥ የሙቀት መጠን። የሙቀት መጠኑ ቋሚ ከሆነ የሙቀት መጠኑ ዜሮ ነው። የሙቀት መጠኑ ዜሮ ከሆነ የውስጥ ኃይል ለውጥ ዜሮ ነው። በጋዝ ውስጥ ባለው የሙቀት ለውጥ እና ውስጣዊ የኃይል ለውጥ መካከል ያለው ግንኙነት በሚከተለው እኩልታ ይገለጻል፡
በመጀመሪያው የቴርሞዳይናሚክስ ህግ ላይ ከተተገበረ የሚከተሉት ውጤቶች ይገኛሉ፡
የሙቀት መጠኑ ዜሮ ከሆነ፣ በጋዙ የሚወሰደው ሙቀት በጋዙ ከሚሠራው ሥራ ጋር እኩል ነው። በጋዙ የሚወሰደውን ሙቀት በሂደት AB ውስጥ ለማግኘት፣ ከላይ ባለው ግራፍ ላይ በመመስረት በጋዙ የተሰራውን ሥራ እናሰላለን።
በጋዝ የተሰራ ስራ = ከከርቭ ስር ያለው ቦታ AB = የሶስት ማዕዘን ስፋት + የአራት ማዕዘን ስፋት።
ወ = ½ (ፒ)2 - ገጽ1)(ቪ2 - ቪ1) + ፒ1(V2 - ቪ1)
ወ = ½ (10 x 10)5 - 5 x 105)(6-2) + (5 x 10)5)(6-2)
ወ = ½ (5 x 10)5)(4) + (5 x 10)5)(4)
ወ = ½ (20 x 10)5) + (20 x 105)
ወ = (10 x 105) + (20 x 105)
ወ = 30 x 105 ዬሉል
ዋ = 30 atm
በሂደት ላይ ባለው AB ውስጥ በጋዝ የሚወሰደው ሙቀት (Q) = በሂደት ላይ ባለው AB ውስጥ በጋዝ የሚሠራ ሥራ = 30 x 105 ጁል = 30 ከባቢ አየር።
5. በቴርሞዳይናሚክስ ውስጥ፣ ተስማሚ ጋዝ የኢሶተርማል ሂደትን የሚያልፍ ከሆነ...
ሀ. በጋዝ ሁኔታ ላይ የሚደረጉ ለውጦች፣ የሙቀት መጠኑ ሁልጊዜ ቋሚ ሆኖ ይቆያል
ለ. ሁሉም ሞለኪውሎች በተለያዩ ፍጥነት ይንቀሳቀሳሉ
ሐ. ሁሉም የጋዝ ሁኔታዎች ሁልጊዜ የሙቀት መጠኑን ይለውጣሉ
ዲ. በርቷል። ሱሁ የሞለኪውላር ፍጥነት ከፍ ያለ
ሠ. የጋዝ ግፊት እና መጠን አይለወጡም
ውይይት
አይሶተርማል ወይም ኢሶተርሚክ ማለት የማያቋርጥ የሙቀት መጠን ማለት ነው።
ትክክለኛው መልስ ሀ.
