Gwaith a wneir mewn prosesau thermodynamig – problemau ac atebion

Gwaith a wneir mewn prosesau thermodynamig – problemau ac atebion

1. Mae nwy delfrydol yn cael ei gywasgu o gyflwr 1 i gyflwr 2 fel y dangosir yn y graff isod. Pennwch y gwaith a wneir gan y nwy.

Ateb

1 litr = 0.001 m³

Adnabyddus:Gwaith a wneir mewn prosesau thermodynamig – problemau ac atebion 1

Pwysedd 1 (P1 ) = 10 kPa = 10,000 Pa = 10,000 N/ m2

Pwysedd 2 (P 2 ) = 20 kPa = 20,000 Pa = 20,000 N/m 2

Cyfaint 1 (V1 ) = 4 litr = 4 (0.001 m3 ) = 0.004 m3

Cyfaint 2 (V2 ) = 10 litr = 10 (0.001 m3 ) = 0.010 m3

Eisiau: Y gwaith a wneir gan y nwy (W)

Datrysiad:

W = P(V2 – V1 ) + 1/2 ( P2 – P1 )( 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

2. Pennwch y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses abcda, fel y dangosir yn y graff isod.

Adnabyddus:

Pwysedd 1 (P1) = 1 x 105 Pa = 1 x 105 N / m2Gwaith a wneir mewn prosesau thermodynamig – problemau ac atebion 2

Pwysedd 2 (P2 ) = 3 x 105 Pa = 3 x 105 N / m2

Cyfrol 1 (V1 ) = 2 m3

Cyfrol 2 (V2 ) = 4 m3

Eisiau: Gwaith (G)

Datrysiad:

Y gwaith a wneir gan y nwy = arwynebedd y petryal abcd.

W = (P2 – P1 ) ( V2 – V1 )

W = (3 x 10 5 – 1 x 10 5 )(4 – 2)

W = (2 x 10 5 )(2)

W = 4 x 105 Joule

W = 400,000 Joule

W = 400 kJ

3. Pennwch y gwaith a wneir gan y nwy yn y broses ABCA.

Adnabyddus:

Pwysedd 1 (P1) = 1 N/m2Gwaith a wneir mewn prosesau thermodynamig – problemau ac atebion 3

Pwysedd 2 (P 2 ) = 7 N/m 2

Cyfrol 1 (V1 ) = 1 m3

Cyfrol 2 (V2 ) = 5 m3

Eisiau: Gwaith (G)

Datrysiad:

Y gwaith a wneir gan y nwy = arwynebedd triongl ABC

W = ½ (P2 – P1 ) ( V2 – V1 )

W = ½ (7-1)(5-1)

W = ½ (6)(4)

W = ½ (24)

W = 12 Joule

  1. Beth yw diffiniad gwaith mewn thermodynameg?
    • Ateb: Mewn thermodynameg, diffinnir gwaith fel trosglwyddiad ynni i neu o system nad yw oherwydd gwahaniaeth tymheredd rhwng y system a'i hamgylchoedd.
  2. Sut mae gwaith yn gysylltiedig â'r diagram pwysau-cyfaint (PV) o broses thermodynamig?
    • Ateb: Mewn diagram PV, cynrychiolir y gwaith a wneir gan neu ar system yn ystod proses gan yr arwynebedd o dan gromlin y broses. Ar gyfer prosesau sy'n cynnwys nwyon, rhoddir y gwaith yn aml gan integryn P dV, lle mae P yn cynrychioli'r pwysau a dV yw'r newid gwahaniaethol mewn cyfaint.
  3. Beth yw'r gwaith a wneir yn ystod proses isochorig?
    • Ateb: Mae proses isochorig yn digwydd ar gyfaint cyson. Gan nad oes newid cyfaint, mae'r gwaith a wneir yn ystod proses isochorig yn sero.
  4. Sut mae'r gwaith a wneir mewn ehangu isobarig (pwysedd cyson) yn wahanol i'r gwaith a wneir mewn ehangu isothermol (tymheredd cyson) nwy delfrydol?
    • Ateb: Mewn ehangu isobarig, cyfrifir gwaith fel , lle mae P yn cynrychioli'r pwysau cyson a yw'r newid mewn cyfaint. Ar gyfer ehangu isothermol nwy delfrydol, gellir cyfrifo gwaith gan ddefnyddio'r hafaliad , lle mae n yn nifer y molau, R yw'r cysonyn nwy cyffredinol, a ac yw'r cyfrolau terfynol a chychwynnol, yn y drefn honno.
  5. Beth yw arwyddocâd cyfraith gyntaf thermodynameg o ran gwaith ac egni?
    • Ateb: Mae cyfraith gyntaf thermodynameg yn nodi bod y newid yn egni mewnol system yn hafal i'r gwres a ychwanegir at y system minws y gwaith a wneir gan y system ar ei hamgylchoedd. Mae'n cynrychioli egwyddor cadwraeth ynni.
  6. Ar gyfer proses gylchol ar ddiagram PV, beth mae'r arwynebedd caeëdig yn ei gynrychioli?
    • Ateb: Ar gyfer proses gylchol ar ddiagram PV, mae'r arwynebedd caeedig yn cynrychioli'r gwaith net a wneir gan neu ar y system yn ystod un cylchred.
  7. Sut mae'r gwaith a wneir mewn proses adiabatig yn wahanol i broses isothermol ar gyfer nwy delfrydol?
    • Ateb: Mewn proses adiabatig, nid oes cyfnewid gwres gyda'r amgylchoedd, felly mae'r gwaith a wneir yn arwain at newid yn egni mewnol y nwy. Ar gyfer proses isothermol, mae'r tymheredd yn aros yn gyson, ac mae unrhyw waith a wneir yn cael ei gydbwyso gan swm cyfartal o drosglwyddiad gwres, felly nid oes newid yn yr egni mewnol.
  8. Pam y gall y gwaith a wneir mewn proses anghildroadwy fod yn wahanol i broses gildroadwy hyd yn oed os yw'r cyflyrau cychwynnol a therfynol yr un peth?
    • Ateb: Mewn proses gildroadwy, mae pob cyflwr canolradd rhwng y cyflwr cychwynnol a'r cyflwr terfynol mewn cydbwysedd. Mewn proses anghildroadwy, nid yw hyn yn wir. Gall y llwybrau a gymerir ar ddiagram PV, ac felly'r gwaith a wneir, amrywio'n sylweddol rhwng y ddau fath o brosesau, hyd yn oed os ydynt yn dechrau ac yn gorffen yn yr un pwyntiau.
  9. Sut mae presenoldeb ymddygiad nwy nad yw'n ddelfrydol (real) yn effeithio ar gyfrifiadau gwaith mewn prosesau thermodynamig?
    • Ateb: Ar gyfer nwyon go iawn, gall gwyriadau o ymddygiad delfrydol arwain at wahaniaethau mewn cyfrifiadau gwaith, yn enwedig ar bwysau uchel neu dymheredd isel. Efallai y bydd angen defnyddio hafaliad Van der Waals neu fodelau nwy go iawn eraill i ystyried y gwyriadau hyn.
  10. Beth mae'n ei olygu pan fydd y gwaith a wneir ar system yn negatif?
  • Ateb: Pan fydd y gwaith a wneir ar system yn negatif, mae'n golygu bod y system yn gwneud gwaith ar ei hamgylchoedd. Mae hyn yn aml yn cyfateb i ehangu nwy yn erbyn pwysau allanol.
Print Friendly, PDF ac E-bost