5 ekzemploj de apliko de la unua leĝo de termodinamiko al izotermaj procezoj (konstanta temperaturo)
1. La grafikaĵo sube montras idealan gason spertantan izoterma procezo (aliro). La laboro farita de la gaso en la procezo AB estas…
Diskuto
Farita laboro = areo sub la kurbo AB = areo de la triangulo + areo de la rektangulo
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 × 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 × 105 (2)]
W = [4 × 105] + [8 × 105]
L = 12 x 105 Leulo
La laboro farita de la gaso en la AB-procezo = 12 x 105 Leulo
2. La laboro farita de ideala gaso en la procezo ABC estas…
Diskuto
Estas konate :
Premo 1 (P1) = 10 × 105 N / m2
Premo 1 (P1) = 5 × 105 N / m2
Volumo 1 (V1) = 10 litroj = 10 dm³3 = 10 x 10-3 m3
Volumo 2 (V2) = 30 litroj = 30 dm³3 = 30 × 10-3 m3
Demandita Laboro farita de gaso en la procezo ABC
Jawab :
En la procezo BC, la volumeno restas konstanta, do neniu laboro estas farita de la gaso. La gaso nur faras laboron en la procezo AB ĉar estas ŝanĝo en volumeno. Tial, la laboro farita de la gaso en la procezo ABC = la laboro farita de la gaso en la procezo AB.
Laboro farita de gaso = areo sub la kurbo AB = areo de la triangulo + areo de la rektangulo.
W = [½(10×105–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 × 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 × 105]
W = [50 × 105]+ [100 × 105]
L = 150 x 105 Leulo
L = 1,5 x 107 Leulo
3. Gaso spertas izoterman procezon. La kvanto da varmo, kiu devas esti absorbita por ke la gaso plenumu 5000 Ĵulojn da laboro, estas…
Diskuto
Estas konate :
Laboro (W) = 5000 Ĵuloj
Demandita Varmo absorbita (Q)
Jawab :
La izoterma procezo aludita en ĉi tiu demando estas termodinamika procezo en kiu la temperaturo restas konstanta. La rilato inter temperaturo (T) kaj la ŝanĝo en interna energio de gaso estas esprimita per la jena ekvacio:
Se la temperaturo estas konstanta, tiam la ŝanĝo de temperaturo estas nulo. Ŝanĝo de temperaturo estas nulo, tial la ŝanĝo de interna energio estas nulo. Aplikante la unuan leĝon de termodinamiko oni ricevas la jenajn rezultojn.
Unua leĝo de termodinamiko :
Se la ŝanĝo en interna energio (U) estas nulo, tiam la varmo (Q) absorbita de la gaso egalas al la laboro farita de la gaso (W). Kiam gaso absorbas varmon, la gaso ricevas plian energion kaj ĉi tiun plian energion uzas la gaso por fari laboron.
Do la varmo sorbita de la gaso = laboro farita de la gaso = 5000 Ĵuloj.
4. La grafikaĵo de premo (P) kontraŭ volumeno (V) de gaso spertanta izoterman procezon estas montrita en la suba figuro. La kvanto de varmo absorbita de la gaso en la procezo AB estas…
Diskuto
Estas konate :
Premo 1 (P1) = 5 atmosferoj = 5 x 105 Pa
Premo 2 (P2) = 10 atmosferoj = 10 x 105 Pa
Volumo 1 (V1) = 2 metroj3
Volumo 2 (V2) = 6 metroj3
Demandita Varmo (Q) sorbita de gaso en procezo AB
Jawab :
Izotermo = konstanta temperaturo. Se la temperaturo restas konstanta, la temperaturŝanĝo estas nulo. Se la temperaturŝanĝo estas nulo, la ŝanĝo en interna energio estas nulo. La rilato inter temperaturŝanĝo kaj interna energioŝanĝo en gaso estas esprimita per la jena ekvacio:
Se aplikite al la unua leĝo de termodinamiko, oni ricevas la jenajn rezultojn:
Se la temperaturŝanĝo estas nulo, tiam la varmo absorbita de la gaso egalas al la laboro farita de la gaso. Por trovi la varmon absorbitan de la gaso en la procezo AB, ni kalkulas la laboron faritan de la gaso surbaze de la supra grafikaĵo.
Laboro farita de gaso = areo sub la kurbo AB = areo de la triangulo + areo de la rektangulo.
W = ½ (P2 - P1)(V2 - V1) + P1(V2 - V1)
L = ½ (10 x 105 - 5 x 105)(6-2) + (5 × 105)(6-2)
L = ½ (5 x 105)(4) + (5 × 105)(4)
L = ½ (20 x 105) + (20 × 105)
W = (10 x 105) + (20 × 105)
L = 30 x 105 Leulo
W = 30 atmosferoj
Varmo (Q) sorbita de gaso en procezo AB = laboro farita de gaso en procezo AB = 30 x 105 Ĵulo = 30 atmosferoj.
5. En termodinamiko, ideala gaso spertas izoterman procezon se...
A. ŝanĝoj en la stato de gaso, la temperaturo ĉiam restas konstanta
B. ĉiuj molekuloj moviĝas je malsamaj rapidoj
C. Ĉiuj gaskondiĉoj ĉiam ŝanĝas temperaturon
D. sur suhu ju pli alta la molekula rapido
E. gaspremo kaj volumeno ne ŝanĝiĝas
Diskuto
Izoterma aŭ izoterma signifas konstantan temperaturon.
La ĝusta respondo estas A.
