30 Termodinamikanın birinci qanunu – problemlər və həllər
1. Sistemə 3000 C istilik əlavə olunur və sistem tərəfindən 2500 C iş görülür. Sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik nə qədərdir?
Məlumdur:
İstilik (Q) = +3000 Joul
İş (W) = +2500 Joule
İstənilən: sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik
Həll yolu:
Termodinamikanın birinci qanununun tənliyi
ΔU = QW
İşarə konvensiyaları:
Sistemə istilik əlavə edildikdə Q müsbətdir
Sistem tərəfindən iş görüldüyü təqdirdə W müsbətdir
İstilik sistemdən çıxdıqda Q mənfi olur
Sistem üzərində iş görülərsə, W mənfidir
Sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik:
ΔU = 3000-2500
ΔU = 500 Coul
Daxili enerji 500 Coul artır.
2. Sistemə 2000 C istilik əlavə olunur və sistem üzərində 2500 C iş görülür. Sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik nə qədərdir?
Məlumdur:
İstilik (Q) = +2000 Joul
İş (W) = -2500 Joule
İstənilən: Sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik
Həll yolu:
ΔU = QW
ΔU = 2000-(-2500)
ΔU = 2000+2500
ΔU = 4500 Coul
Daxili enerji 4500 Coul artır.
3. Sistemdən 2000 C istilik çıxır və sistem üzərində 2500 C iş görülür. Sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik nədir?
Məlumdur:
İstilik (Q) = -2000 Joul
İş (W) = -3000 Joule
İstənilən: Sistemin daxili enerjisindəki dəyişiklik
Həll yolu:
ΔU = QW
ΔU = -2000-(-3000)
ΔU = -2000+3000
ΔU = 1000 Coul
Daxili enerji 4500 Coul artır.
Nəticə:
– Sistemə istilik əlavə olunarsa, sistemin daxili enerjisi artır
– Əgər istilik sistemdən çıxırsa, sistemin daxili enerjisi azalır
– Əgər iş sistem tərəfindən görülürsə, sistemin daxili enerjisi azalır
– Əgər iş sistem üzərində görülərsə, sistemin daxili enerjisi artır
4. 400 C istilik əlavə edildikdə və qaz genişlənərək ətraf mühit üzərində 300 C iş gördükdə ideal qazın 2 molunun daxili enerjisindəki dəyişikliyi hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək: \( \Delta U = Q – W \):
\[ \Delta U = 400 – 300 = 100\, \text{J} \]
5. Ətraf mühit üzərində 200 C iş görən və daxili enerjisində 50 C dəyişiklik olan bir sistem üçün istilik ötürülməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[ Q = \Delta U + W = 50 + 200 = 250\, \text{J} \]
6. Sistem 600 C istilik udanda və daxili enerjisi 150 C artdıqda onun gördüyü işi hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = Q – \Delta U = 600 – 150 = 450\, \text{J}
\]
7. 500 C iş görən və daxili enerjisi 100 C azalan bir sistem üçün istilik ötürülməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = (-100) + 500 = 400\, \text{J}
\]
8. Sistem üzərində 300 C istilik itkisi və 200 C iş görüldükdə daxili enerjinin dəyişməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = -300 + 200 = -100\, \text{J}
\]
9. Sistem 400 C istilik itirdikdə və daxili enerjisi 200 C azaldıqda onun üzərində görülən işi təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = \Delta U – Q = (-200) – (-400) = 200\, \text{J}
\]
10. Sistemin daxili enerjisi 100 C artdıqda və sistem üzərində 50 C iş görüldükdə istilik ötürülməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = 100 + 50 = 150\, \text{J}
\]
11. Sistem 250 C istilik udanda və ətraf mühit üzərində 150 C iş görəndə daxili enerjinin dəyişməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = Q – W = 250 – 150 = 100\, \text{J}
\]
12. Sistem 300 C istilik itirdikdə və daxili enerjisi 100 C azaldıqda onun gördüyü işi hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = Q – \Delta U = -300 – (-100) = -200\, \text{J}
\]
13. Ətraf mühit üzərində 400 C iş görən və daxili enerjisi 150 C artan bir sistem üçün istilik ötürülməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = 150 + 400 = 550\, \text{J}
\]
14. 500 C istilik əlavə edildikdə və sistem ətraf mühit üzərində 300 C iş gördükdə daxili enerjinin dəyişməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = Q – W = 500 – 300 = 200\, \text{J}
\]
15. Sistem 600 C istilik udanda və daxili enerjisi 200 C artdıqda onun gördüyü işi təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = Q – \Delta U = 600 – 200 = 400\, \text{J}
\]
16. Sistem 700 C iş yerinə yetirdikdə və onun daxili enerjisi 300 C azaldıqda istilik ötürülməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = (-300) + 700 = 400\, \text{J}
\]
17. Sistem üzərində 800 C istilik itkisi və 400 C iş görüldükdə daxili enerjinin dəyişməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = -800 + 400 = -400\, \text{J}
\]
18. Sistem 900 C istilik itirdikdə və daxili enerjisi 500 C azaldıqda onun üzərində görülən işi hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = \Delta U – Q = (-500) – (-900) = 400\, \text{J}
\]
19. Sistemin daxili enerjisi 600 C artdıqda və sistem üzərində 300 C iş görüldükdə istilik ötürülməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = 600 + 300 = 900\, \text{J}
\]
20. Sistem 700 C istilik udanda və ətraf mühit üzərində 350 C iş görəndə daxili enerjinin dəyişməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = Q – W = 700 – 350 = 350\, \text{J}
\]
21. Sistem 800 C istilik itirdikdə və daxili enerjisi 400 C azaldıqda onun gördüyü işi təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = Q – \Delta U = -800 – (-400) = -400\, \text{J}
\]
22. Sistem ətraf mühit üzərində 900 C iş gördükdə və onun daxili enerjisi 450 C artdıqda istilik ötürülməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = 450 + 900 = 1350\, \text{J}
\]
23. 1000 C istilik əlavə edildikdə və sistem ətraf mühit üzərində 500 C iş gördükdə daxili enerjinin dəyişməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = Q – W = 1000 – 500 = 500\, \text{J}
\]
24. Sistem 1100 C istilik udanda və daxili enerjisi 550 C artdıqda onun gördüyü işi hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = Q – \Delta U = 1100 – 550 = 550\, \text{J}
\]
25. Sistem 1200 C iş yerinə yetirdikdə və onun daxili enerjisi 600 C azaldıqda istilik ötürülməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = (-600) + 1200 = 600\, \text{J}
\]
26. Sistem üzərində 1300 C istilik itkisi və 650 C iş görüldükdə daxili enerjinin dəyişməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = -1300 + 650 = -650\, \text{J}
\]
27. Sistem 1400 C istilik itirdikdə və daxili enerjisi 700 C azaldıqda onun üzərində görülən işi təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = \Delta U – Q = (-700) – (-1400) = 700\, \text{J}
\]
28. Sistemin daxili enerjisi 800 C artdıqda və sistem üzərində 400 C iş görüldükdə istilik ötürülməsini hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
Q = \Delta U + W = 800 + 400 = 1200\, \text{J}
\]
29. Sistem 1500 C istilik udanda və ətraf mühit üzərində 750 C iş görəndə daxili enerjinin dəyişməsini təyin edin.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
\Delta U = Q – W = 1500 – 750 = 750\, \text{J}
\]
30. Sistem 1600 C istilik itirdikdə və daxili enerjisi 800 C azaldıqda onun gördüyü işi hesablayın.
Həll:
Termodinamikanın birinci qanunundan istifadə edərək:
\[
W = Q – \Delta U = -1600 – (-800) = -800\, \text{J}
\]
Bu problemlər və həllər, qapalı sistemin daxili enerjisindəki dəyişikliyin sistemə əlavə edilən istiliyin sistem tərəfindən görülən işdən çıxılmasına bərabər olduğunu bildirən termodinamikanın birinci qanununun hərtərəfli anlaşılmasını təmin etmək üçün hazırlanmışdır.
