11 Enghreifftiau o gwestiynau ar gymhwyso cyfraith gyntaf thermodynameg i wahanol brosesau thermodynamig (isobarig, isothermol, isochorig)
1. Mae'r graff isod yn dangos y cylchred thermodynamig y mae nwy yn ei brofi. Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses ABCD yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 2 x 105 Pa
Pwysedd 2 (P2) = 4 x 105 Pa
Cyfrol 1 (V1) = 1 m3
Cyfrol 2 (V2) = 3 m3
Gofynnwyd Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses gylchred ABCD
Jawab :
Gwaith a wneir gan nwy = arwynebedd y petryal ABCD.
W = (P2 - P.1)(V2 - V1)
W = (4 x 105 - 2 x 105)(3 – 1)
W = (2 x 105)(2)
L = 4 x 105 Joule
Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses gylchred ABCD yw 4 x 105 Joule.
2. Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses gylchred ABC yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 3 x 105 Pa
Pwysedd 2 (P2) = 6 x 105 Pa
Cyfrol 1 (V1) = 20 cm3 = 20x10-6 m3
Cyfrol 2 (V2) = 60 cm3 = 60x10-6 m3
Gofynnwyd Gwaith a wneir gan nwy yn y broses gylchred ABC
Jawab :
Gwaith a wneir gan nwy = arwynebedd y triongl ABCD.
W = ½ (P2 - P.1)(V2 - V1)
W = ½ (6 x 105 - 3 x 105)(60 x 10-6 - 20 x 10-6)
W = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
W = ½ (120 x 10-1 Joule)
W = ½ (12 Joule)
W = 6 Joule
Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses gylchred ABC yw 6 Joule.
3. Graff o bwysau (P) yn erbyn cyfaint (V) nwy mewn gofod caeedig. Y rhan o'r graff sy'n dangos y nwy yn gwneud gwaith ar yr amgylchedd yw…
Trafodaeth
Mae proses AB a phroses DC yn brosesau isobarig. Mae proses AD a phroses BC yn brosesau isochorig.
Mae'r nwy yn gwneud gwaith ar yr amgylchoedd os yw'r nwy yn ehangu fel bod cyfaint y gofod a feddiannir gan y nwy yn cynyddu (proses DC). Mae'r amgylchoedd yn gwneud gwaith ar y nwy os yw'r nwy yn cyfangu fel bod cyfaint y gofod a feddiannir gan y nwy yn lleihau (proses BC).
4. Mae pob nwy delfrydol yn mynd trwy broses isochorig felly...
A. mae gan bob moleciwl yr un cyflymder
B. ar dymheredd uchel mae cyflymder cyfartalog moleciwlau yn fwy
C. mae pwysedd nwy yn parhau'n gyson
D. bydd y nwy yn gwneud gwaith
Nid oes gan E. egni mewnol
Trafodaeth
Isochorig = cyfaint cyson.
Yr ateb cywir yw B.
5. Mae swm o nwy delfrydol yn cael ei gywasgu trwy broses thermodynamig o gyflwr 1 i gyflwr 2 fel y dangosir yn y graff PV canlynol. Y gwaith a wneir gan y nwy yw…
A. -180 J
B. -90 J
C. -30 J
D. 30 J
D. 90 J
Trafodaeth
1 litr = 0,001 m3
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 10 kPa = 10.000 y flwyddyn = 10.000 N/m2
Pwysedd 2 (P2) = 20 kPa = 20.000 y flwyddyn = 20.000 N/m2
Cyfrol 1 (V1) = 4 litr = 4 (0,001 m3) = 0,004 m3
Cyfrol 2 (V2) = 10 litr = 10 (0,001 m3) = 0,010 m3
Gofynnwyd Gwaith (W) a wneir gan y nwy
Ateb:
W = P (G2 - V1) + 1/2 (P2 - P.1)(V2 - V1)
W = 10.000 (0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000)(0,010-0,004)
W = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000)(0,006)
W = 10 (6) + 1/2 (10)(6)
W = 60 + 1/2 (60)
W = 60 + 30
W = 90 Joule
Yr ateb cywir yw E.
6. Edrychwch ar y diagram PV ar yr ochr!
Y gwaith a gynhyrchir yn y broses thermodynamig mewn un cylchred yw…
A. 100 kJ
B. 200 kJ
C. 300 kJ
D. 400 kJ
E. 600 kJ
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 1 x 105 Pa = 1 x 105 N / m2
Pwysedd 2 (P2) = 3 x 105 Pa = 3 x 105 N / m2
Cyfrol 1 (V1) = 2 m3
Cyfrol 2 (V2) = 4 m3
Gofynnwyd Gwaith (W) a gynhyrchwyd.
Jawab :
Y gwaith a wneir = arwynebedd y pedrochr abcd.
W = (P2 - P.1)(V2 - V1)
W = (3 x 105 - 1 x 105)(4 – 2)
W = (2 x 105)(2)
L = 4 x 105 Joule
W = 400.000 Joule
W = 400 kilo Joule
Yr ateb cywir yw D.
7. Mae nwy delfrydol yn mynd trwy broses fel y dangosir yn y diagram PV isod. Y gwaith a wneir yn y broses hon yw…
A. 35 J
B. 24 J
Tua 15 J
D. 12 J
D. 6 J
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 1 N/m2
Pwysedd 2 (P2) = 7 N/m2
Cyfrol 1 (V1) = 1 m3
Cyfrol 2 (V2) = 5 m3
Gofynnwyd: Gwaith (W) wedi'i wneud.
Ateb:
Gwaith a wnaed = arwynebedd triongl ABC.
W = ½ (P2 - P.1)(V2 - V1)
W = ½ (7-1)(5-1)
W = ½ (6)(4)
W = ½ (24)
W = 12 Joule
Yr ateb cywir yw D.
8. Mae 0,02 mol o nwy monatomig ar 350 K mewn cynhwysydd caeedig. Faint o wres sydd ei angen i gynyddu tymheredd y nwy i 400 K? Y cysonyn nwy cyffredinol, R = 8,31 J mol-1 K-1.
A. 10 Joule
B. 12,5 Joule
C. 14 Joule
D. 15,5 Joule
E. 17 Joule
Trafodaeth:
Mae'n hysbys :
n = 0,02 mol
T1 = 350 K
T2 = 400 K
R = 8,31 J/mol K
Gofynnwyd :
Gwres (Q)?
Jawab :
Mewn proses isochorig (cyfaint cyson), Q = delta U
Disgrifiad: Q = gwres, delta U = newid mewn egni mewnol, U = egni mewnol
9. Dau fôl o nwy monatomig ar dymheredd o 20 oC a phwysau 2 × 105 Mae Pa yn mynd trwy broses isochorig nes bod y pwysau'n dod yn 4 × 105 Pa. Os yw'r cysonyn nwy cyffredinol = 8,31 J/mol K, yna'r newid yn egni mewnol y nwy yw…
A. 7304 J
B. 6200 J
Tua 2291 J
D. 2128 J
D. 1208 J
Trafodaeth:
Mae'n hysbys :
n = 2 mol
T1 = 20 + 273 = 293 K
P1 = 2x105 Pa
P2 = 4x105 Pa
R = 8,31 J/mol K
Gofynnwyd :
Newid mewn egni mewnol (delta U)?
Jawab :
delta U = 3/2 nR(T2-T1)
Cyfrif T2 defnyddiwch fformiwla cyfraith Gay-Lussac yn gyntaf (cyfaint cyson)
10. Y rhan o'r graff pwysedd (P) – cyfaint (V) sy'n dangos bod y nwy yn derbyn gwaith allanol yw...
A. AB
B. CD
C. CC
D. DA
E. AC
Trafodaeth :
Os gwneir gwaith ar y nwy, mae ei gyfaint yn cynyddu. I'r gwrthwyneb, os gwneir gwaith ar y nwy o ffynhonnell allanol, mae ei gyfaint yn lleihau. Y broses a ddangosir yn y graff uchod sy'n dangos y gostyngiad yng nghyfaint y nwy yw proses CD.
Felly'r ateb cywir yw B.
11. Mae'r graffiau isod yn dangos y berthynas rhwng pwysedd (P) a chyfaint (V) nwy sy'n mynd trwy broses.
Dangosir y broses sy'n cynhyrchu'r ymdrech fwyaf yn y graff rhif …
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (4)
Trafodaeth :
Y gwaith a wneir = yr arwynebedd. Po fwyaf yr arwynebedd, y mwyaf yw'r gwaith a wneir. Dangosir yr arwynebedd mwyaf yng ngraff 3.
Yr ateb cywir yw C.
