5 enghraifft o gymhwyso cyfraith gyntaf thermodynameg i brosesau isothermol (tymheredd cyson)
1. Mae'r graff isod yn dangos nwy delfrydol sy'n cael ei proses isothermol (ymagwedd). Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses AB yw…
Trafodaeth
Gwaith a wnaed = arwynebedd o dan y gromlin AB = arwynebedd triongl + arwynebedd petryal
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
L = 12 x 105 Joule
Y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses AB = 12 x 105 Joule
2. Y gwaith a wneir gan nwy delfrydol ym mhroses ABC yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 10 x 105 N / m2
Pwysedd 1 (P1) = 5 x 105 N / m2
Cyfrol 1 (V1) = 10 litr = 10 dm3 = 10x10-3 m3
Cyfrol 2 (V2) = 30 litr = 30 dm3 = 30 x 10-3 m3
Gofynnwyd Gwaith a wneir gan nwy yn y broses ABC
Jawab :
Ym mhroses BC, mae'r gyfaint yn aros yn gyson, felly nid oes unrhyw waith yn cael ei wneud gan y nwy. Dim ond ym mhroses AB y mae'r nwy yn gwneud gwaith oherwydd bod newid yn y gyfaint. Felly, y gwaith a wneir gan y nwy ym mhroses ABC = y gwaith a wneir gan y nwy ym mhroses AB.
Gwaith a wneir gan nwy = arwynebedd o dan y gromlin AB = arwynebedd triongl + arwynebedd petryal.
W = [½(10×105–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
L = 150 x 105 Joule
L = 1,5 x 107 Joule
3. Mae nwy yn mynd trwy broses isothermol. Y swm o wres y mae'n rhaid ei amsugno er mwyn i'r nwy gyflawni 5000 Joule o waith yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Gwaith (W) = 5000 Joule
Gofynnwyd Gwres wedi'i amsugno (Q)
Jawab :
Mae'r broses isothermol y cyfeirir ati yn y cwestiwn hwn yn broses thermodynamig lle mae'r tymheredd yn aros yn gyson. Mynegir y berthynas rhwng tymheredd (T) a'r newid mewn egni mewnol nwy gan yr hafaliad canlynol:
Os yw'r tymheredd yn gyson, yna mae'r newid mewn tymheredd yn sero. Mae newid mewn tymheredd yn sero, felly, mae'r newid mewn egni mewnol yn sero. Mae cymhwyso cyfraith gyntaf thermodynameg yn cynhyrchu'r canlyniadau canlynol.
Cyfraith gyntaf thermodynameg :
Os yw'r newid mewn egni mewnol (U) yn sero yna mae'r gwres (Q) sy'n cael ei amsugno gan y nwy yn hafal i'r gwaith a wneir gan y nwy (W). Pan fydd nwy yn amsugno gwres, mae'r nwy yn cael egni ychwanegol ac mae'r egni ychwanegol hwn yn cael ei ddefnyddio gan y nwy i wneud gwaith.
Felly'r gwres sy'n cael ei amsugno gan y nwy = y gwaith a wneir gan y nwy = 5000 Joule.
4. Dangosir y graff o bwysau (P) yn erbyn cyfaint (V) nwy sy'n mynd trwy broses isothermol yn y ffigur isod. Swm y gwres sy'n cael ei amsugno gan y nwy ym mhroses AB yw…
Trafodaeth
Mae'n hysbys :
Pwysedd 1 (P1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
Pwysedd 2 (P2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
Cyfrol 1 (V1) = 2 m3
Cyfrol 2 (V2) = 6 m3
Gofynnwyd Gwres (Q) wedi'i amsugno gan nwy yn y broses AB
Jawab :
Isothermol = tymheredd cyson. Os yw'r tymheredd yn aros yn gyson, mae'r newid tymheredd yn sero. Os yw'r newid tymheredd yn sero, mae'r newid mewn egni mewnol yn sero. Mynegir y berthynas rhwng newid tymheredd a newid egni mewnol mewn nwy gan yr hafaliad canlynol:
Os caiff ei gymhwyso i gyfraith gyntaf thermodynameg, ceir y canlyniadau canlynol:
Os yw'r newid tymheredd yn sero, yna mae'r gwres sy'n cael ei amsugno gan y nwy yn hafal i'r gwaith a wneir gan y nwy. I ddod o hyd i'r gwres sy'n cael ei amsugno gan y nwy yn y broses AB, rydym yn cyfrifo'r gwaith a wneir gan y nwy yn seiliedig ar y graff uchod.
Gwaith a wneir gan nwy = arwynebedd o dan y gromlin AB = arwynebedd triongl + arwynebedd petryal.
W = ½ (P2 - P.1)(V2 - V1) + P1(V2 - V1)
W = ½ (10 x 105 - 5 x 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
W = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105)(4)
W = ½ (20 x 105) + (20 x 105)
W = (10 x 105) + (20 x 105)
L = 30 x 105 Joule
W = 30 atm
Gwres (Q) a amsugnir gan nwy yn y broses AB = y gwaith a wneir gan nwy yn y broses AB = 30 x 105 Joule = 30 awyrgylch.
5. Mewn thermodynameg, mae nwy delfrydol yn mynd trwy broses isothermol os...
A. newidiadau yng nghyflwr y nwy, mae'r tymheredd bob amser yn aros yn gyson
B. mae pob moleciwl yn symud ar gyflymderau gwahanol
C. Mae pob cyflwr nwy bob amser yn newid tymheredd
D. ymlaen suhu po uchaf yw'r cyflymder moleciwlaidd
E. nid yw pwysedd a chyfaint nwy yn newid
Trafodaeth
Isothermol neu mae isothermig yn golygu tymheredd cyson.
Yr ateb cywir yw A.
