Eksempel på anvendelse af termodynamikkens første lov på en isokorisk proces (konstant volumen)

3 eksempler på spørgsmål om anvendelsen af ​​termodynamikkens første lov i isokoriske processer (konstant volumen)

1. Graf over tryk (P) mod volumen (V) af en gas, der gennemgår en isokorisk proces. Arbejdet udført af gassen i proces AB er…

Diskussion
Proces AB = isokorisk proces (konstant volumen). Ved isokorisk volumen ændrer gassens volumen (og rummets volumen) sig ikke, så gassen udfører intet arbejde.

2. Tre mol monoatomisk gas ved en temperatur på 47^oC og tryk 2 x 10⁵ Pascal gennemgår en isokorisk proces, indtil trykket stiger til 3 x 10⁵ Pascal. Ændringen i gassens indre energi er… Universel gaskonstant (R) = 8,315 J/mol.K
Diskussion
Det er kendt :
Starttemperatur (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K
Starttryk (P₁) = 2 x 10⁵ Pa
Sluttryk (P₂) = 3 x 10⁵ Pa
Universel gaskonstant (R) = 8,315 J/mol.K
Antal mol (n) = 3
Spurgte Ændringer i energi i gas
Jawab :
I en isokorisk proces forbliver volumenet konstant, så gassen udfører intet arbejde (W = 0).
Termodynamikkens første lov :
Baseret på udledningen af ​​denne formel konkluderes det, at i en isokorisk proces forårsager den varme, der tilføres systemet (Q), at systemets indre energi (U) stiger. Omvendt forårsager den varme, der frigives af systemet, at systemets indre energi falder. Hvor stor er ændringen i gassens indre energi? Ændringen i gassens indre energi beregnes ved hjælp af nedenstående formel for indre energi.
Energi i gas :
For at beregne ændringen i indre energi skal sluttemperaturen (T) være kendt.₂Beregn T₂ ved hjælp af Gay-Lussacs lovformel.
Gay-Lussacs lov (isokorisk/konstant volumen) :
Beregn energiændringen i gassen:
Ændringen i gassens indre energi er 5986,8 joule.

3. I alt 0,2 mol monoatomisk gas ved en temperatur på 27^oC er i en lukket beholder. Den varme, der skal absorberes for at øge temperaturen af ​​gassen til 400 K, er… Universel gaskonstant (R) = 8,315 J/mol.K
Diskussion
Det er kendt :
Antal mol (n) = 0,2 mol
Starttemperatur (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K
Sluttemperatur (T₂) = 400 K
Universel gaskonstant (R) = 8,315 J/mol.K
Spurgte Varmeabsorbering (Q)
Jawab :
I en isokorisk proces forbliver volumenet konstant, så gassen udfører intet arbejde (W = 0).
Termodynamikkens første lov :
Varmeabsorbering (Q) = stigning i gassens indre energi (U). Ændringen i gassens indre energi beregnes ved hjælp af nedenstående formel for indre energi.
Energi i gas :
Varmeabsorbering af gas = ændring i indre energi = 249,45 joule.