Ekzemplo de apliko de la unua leĝo de termodinamiko al izokora procezo (konstanta volumeno)

3 Ekzemploj de demandoj pri la apliko de la unua leĝo de termodinamiko en izokoraj procezoj (konstanta volumeno)

1. Grafikaĵo de premo (P) kontraŭ volumeno (V) de gaso spertanta izokoran procezon. La laboro farita de la gaso en la procezo AB estas…

Diskuto
Procezo AB = izokora procezo (konstanta volumeno). Ĉe izokora volumeno, la volumeno de la gaso (kaj la volumeno de la spaco) ne ŝanĝiĝas, do neniu laboro estas farita de la gaso.

2. Tri moloj da monatomika gaso je temperaturo de 47^oC kaj premo 2 x 10⁵ Paskalo spertas izokoran procezon ĝis la premo pliiĝas al 3 x 10⁵ Paskalo. La ŝanĝo en interna energio de la gaso estas… Universala gaskonstanto (R) = 8,315 J/mol.K
Diskuto
Estas konate :
Komenca temperaturo (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K
Komenca premo (P₁) = 2 × 10⁵ Pa
Fina premo (P₂) = 3 × 10⁵ Pa
Universala gaskonstanto (R) = 8,315 J/mol.K
Nombro da haŭtmakuloj (n) = 3
Demandita Ŝanĝoj en energio en gaso
Jawab :
En izokora procezo, la volumeno restas konstanta, do neniu laboro estas farita de la gaso (W = 0).
Unua Leĝo de Termodinamiko :
Surbaze de la derivado de ĉi tiu formulo, oni konkludas, ke en izokora procezo, la varmo aldonita al la sistemo (Q) kaŭzas pliiĝon de la interna energio (U) de la sistemo. Male, la varmo liberigita de la sistemo kaŭzas malpliiĝon de la interna energio de la sistemo. Kiom granda estas la ŝanĝo en la interna energio de la gaso? La ŝanĝo en la interna energio de la gaso estas kalkulata uzante la formulon pri interna energio sube.
Energio en gaso :
Por kalkuli la ŝanĝon de interna energio, la fina temperaturo (T) devas esti konata.₂Kalkulu T₂ uzante la formulon de la leĝo de Gay-Lussac.
Leĝo de Gay-Lussac (izokora/konstanta volumeno) :
Kalkulu la ŝanĝon de energio en la gaso:
La ŝanĝo de interna energio de la gaso estas 5986,8 Ĵuloj.

3. Entute 0,2 moloj da monatomika gaso je temperaturo de 27^oC estas en fermita ujo. La varmo, kiu devas esti absorbita por pliigi la temperaturon de la gaso ĝis 400 K, estas... Universala gaskonstanto (R) = 8,315 J/mol.K
Diskuto
Estas konate :
Nombro da haŭtmakuloj (n) = 0,2 haŭtmakuloj
Komenca temperaturo (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K
Fina temperaturo (T₂) = 400 K
Universala gaskonstanto (R) = 8,315 J/mol.K
Demandita Varmo absorbita (Q)
Jawab :
En izokora procezo, la volumeno restas konstanta, do neniu laboro estas farita de la gaso (W = 0).
Unua Leĝo de Termodinamiko :
Varmo absorbita (Q) = pliiĝo de interna energio de la gaso (U). La ŝanĝo de interna energio de la gaso estas kalkulata per la formulo pri interna energio sube.
Energio en gaso :
Varmo sorbita de gaso = ŝanĝo en interna energio = 249,45 Ĵuloj.