Termodinamikako adibide galderak

Termodinamikako 20 galderen adibide

Prozesu termodinamikoa

1. Termodinamikan, gas ideal batek prozesu isotermiko bat jasaten du baldin eta…

A. gasaren egoeran aldaketak gertatzen direnean, tenperatura beti konstante mantentzen da

B. molekula guztiak abiadura desberdinetan mugitzen dira

C. Gas-baldintza guztiek beti aldatzen dute tenperatura

D. tenperatura altuetan molekulen abiadura handiagoa da

E. gasaren presioa eta bolumena ez dira aldatzen

Eztabaida

Isotermoak edo isotermikoak tenperatura konstantea esan nahi du.

Erantzun zuzena A da.

2. Gas ideal guztiek prozesu isokoriko bat jasaten dute, beraz...

A. molekula guztiek abiadura bera dute

B. tenperatura altuetan molekulen batez besteko abiadura handiagoa da

C. gasaren presioa konstante mantentzen da

D. gasak lana egingo du

E.-k ez du barne-energiarik

Eztabaida

Isokorikoa = bolumen konstantea.

Erantzun zuzena B da.

3. Prozesu termodinamikoei buruzko baieztapen zuzena hau da…

A. Isobarikoa presio konstantean gasa aldatzeko prozesua da.

B. Isobarikoa tenperatura konstantean gasa aldatzeko prozesua da.

C. Isokorikoa presio konstantean gasa aldatzeko prozesua da.

D. isoterma bolumen konstante batean gasa aldatzeko prozesua da.

E. Isokorikoa tenperatura konstantean gasa aldatzeko prozesua da.

Eztabaida

Isobarikoa = presio konstantea

Isokorikoa = bolumen konstantea

Isotermoa = tenperatura konstantea

Erantzun zuzena A da.

Termodinamikaren Lehen Legea

4. Beheko PV grafikotik, I eta II prozesuetako gas-lanaren kantitatea proportzionala da...

A. 4:3

B. 3 : 4

K. 2 : 3

D. 1 : 2

E. 1 : 1

Eztabaida

Jakina da:

1. prozesua:

Presioa (P) = 20 N/ ^m²

Hasierako bolumena (V ₁ ) = 10 litro = 10 dm ³ = 10 x 10 ^-3 m ³

Azken bolumena (V ₂ ) = 40 litro = 40 dm ³ = 40 x 10 ^-3 m ³

2. prozesua:

Presioa (P) = 15 N/ ^m²

Hasierako bolumena (V ₁ ) = 20 litro = 20 dm ³ = 20 x 10 ^-3 m ³

Azken bolumena (V ₂ ) = 60 litro = 60 dm ³ = 60 x 10 ^-3 m ³

Galdetu zuen:

Erantzuna:

I. prozesuan gas-lana:

W = P ΔV = P (V2 _–V1 ) ₌ (20)(40-10)( ^10⁻³ m³ ⁾ = (20)(30)( ^10⁻³ m³ ⁾ = (600)( ^10⁻³ m³ ⁾ = 0,6 ^m³

Gas-lana prozesuan II:

W = P ΔV = P (V2 _–V1 ) ₌ (15)(60-20)( ^10⁻³ m³ ⁾ = (15)(40)( ^10⁻³ m³ ⁾ = (600)( ^10⁻³ m³ ⁾ = 0,6 ^m³

I eta II prozesuetako gas-lanaren konparaketa:

0,6 m³ ^: 0,6 ^m³

1: 1

E erantzun zuzena da.

5. P – V grafikotik, I eta II prozesuetako gas-lanaren kantitatea proportzionala da...

A. 4:3

B. 3 : 4

K. 2 : 3

D. 1 : 2

E. 1 : 1

Eztabaida

Jakina da:

I. prozesua:

Presioa (P) = 20 Pascal

1. bolumena (V ₁ ) = 10 litro

2. bolumena (V ₂ ) = 40 litro

II. Prozesua:

Presioa (P) = 15 Pascal

1. bolumena (V ₁ ) = 20 litro

2. bolumena (V ₂ ) = 60 litro

Galdera: I. eta II. prozesuetako gas-lanaren konparaketa

Erantzuna:

Goiko grafikoan oinarritutako prozesu termodinamikoa prozesu isobarikoa da (presio konstantea).

I prozesuan gasak egindako lana:

W = P ( _V2 – _V1 )

W = (20)(40 – 10)

W = (20)(30)

W=600

II prozesuan gasak egindako lana:

W = P ( _V2 – _V1 )

W = (15)(60 – 20)

W = (15)(40)

W=600

I eta II prozesuetako gas-lanaren konparaketa:

600: 600

1: 1

E erantzun zuzena da.

6. Helio gasa beheko PV grafikoaren arabera berotzen da. Helio gasak AB prozesuan egindako lana...

A. 15 joule

B. 10 joule

C. 8 joule

D. 4 joule

E. 2 joule

Eztabaida

Jakina da :

Presioa (P) = 2 x 10⁵ ^N /m² ⁼ 2 x ^10⁵ Pascal

Hasierako bolumena (V ₁ ) = 5 cm ³ = 5 x 10 ^-6 m ³

Azken bolumena (V ₂ ) = 15 cm ³ = 15 x 10 ^-6 m ³

Galdera : AB prozesuan gasak egindako lana

Erantzuna :

W = ∆P ∆V

W = P ( _V2 – _V1 )

W = (2 x 10⁵ ⁾ (5 x 10⁻³ ^– 5 x ^10⁻³ )

W = (2 x 10⁵ ⁾ (10 x ^10⁻⁶ ) = (2 x ^10⁵ )(1 x ^10⁻⁶ )

W = 2 Joule

E erantzun zuzena da.

7. Begira irudiari! Gas ideal batek presioa (P) bolumenera (V) aldatzeko prozesu bat jasaten du. Prozesu honetan gasak egindako lana…

A. 20 Joule

B. 15 Joule

C. 10 Joule

D. 5 Joule

E. 4 Joule

Eztabaida

Jakina da :

Hasierako presioa (P1 ₎ = 4 Pa ​​​​= 4 N/ ^m2

Azken presioa (P2 ₎ = 6 Pa = 6 N/ ^m2

Hasierako bolumena (V ₁ ) = 2 m ³

Azken bolumena (V ₂ ) = 4 m ³

Bilatzen dena : Gasak egindako lana (W)

Erantzuna :

Gasak egindako lana = ab kurbaren azpiko azalera.

W = triangeluaren azalera + laukizuzenaren azalera

W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)

W = ½ (2)(2) + 4(2)

W = 2 + 8

W = 10 Joule

E erantzun zuzena da.

8. Gas ideal batek A → B → C → A prozesu itxi bat jasaten du. Ziklo batean, gasak honako lana egiten du….

A. -2,0 10 x³ J

B. − 5,5 x ^10³ J

C. − 8,0 x ¹⁰⁵ J

D. 2,0 x ^10⁶ J

E. 4,0 x ^10⁶ J

Eztabaida

Lana (W) = kurbaren azalera (geziarekin markatutako lerroaren barruko triangeluaren azalera).

W = ½ (20-10)(6 x 10⁻⁵ ^– 2 x ^10⁻⁵ )

W = ½ (10)(4 x ^10⁻⁵ )

W = (5)(4 x ^10⁻⁵ )

W = 20 x 10⁵ ⁼ 2 x ^10⁶ Joule

Erantzun zuzena D da.

Motor termikoa

9. Makina batek 2.000 Joule bero xurgatzen ditu tenperatura altuko biltegi batetik eta 1.200 Joule kanporatzen ditu tenperatura baxuko biltegi batera. Makinaren eraginkortasuna … da.

A. %80

B. %75

%60

D. %50

E. %40

Eztabaida

Jakina da:

Xurgatutako beroa (Q _H ) = 2000 Joule

Askatutako beroa (Q _L ) = 1200 Joule

Makinak sortutako lana (W) = 2000 – 1200 = 800 Joule

Galdera : Bero-motorraren eraginkortasuna (e)

Erantzuna :

Motor termiko baten eraginkortasunaren formula:

e = W / Q _H = 800/2000 = 0,4 x % 100 = % 40

E erantzun zuzena da.

Carnot motorra

10. 960 K-ko tenperaturan beroa xurgatzen duen eta 576 K-ko tenperaturan beroa baztertzen duen ziklo bateko Carnot motor baten eraginkortasuna hau da...

A. %40

B. %50

%56

D. %60

E. %80

Eztabaida

Jakina da :

Tenperatura altua (TH ₎ = 960 K

Tenperatura baxua (TL ₎ = 576 K

Galdera : Carnot motorraren eraginkortasuna (e)

Erantzuna :

Carnot motor baten eraginkortasuna % 0,4 x % 100 = % 40 da.

Erantzun zuzena A da.

11. Beheko Carnot motorraren PV grafikoan, W = 6.000 Joule. Motorrak ziklo bakoitzeko askatzen duen bero kopurua...

A. 2.250 joule

B. 3.000 joule

C. 3.750 joule

D. 6.000 joule

E. 9.600 joule

Eztabaida

Jakina da:

Lana (W) = 6000 Joule

Tenperatura altua (TH ₎ = 800 Kelvin

Tenperatura baxua (T _L ) = 300 Kelvin

Galdetuta: G

Erantzuna:

Motor termiko ideal baten (Carnot motorra) eraginkortasuna:

Carnot motorrak xurgatzen duen beroa:

W = e Q ₁

6000 = (0,625) _Q1

Q1 ₌ 6000 / 0,625

Q1 = ₉₆₀₀

Carnot motor batek askatzen duen beroa:

Q2 = _Q1 – _W

Q2 = 9600 – ₆₀₀₀

Q2 = ₃₆₀₀ Joule

Ez dago erantzun zuzenik.

12. % 40ko eraginkortasuna duen Carnot motor batek 727 °C-ko tenperaturan dagoen erreserba beroa erabiltzen du. Zehaztu erreserba hotzaren tenperatura!

327 °C

B. 357 °C

C. 400 °C

D. 600 °C

E. 627°C

Eztabaida

Jakina da:

Eraginkortasuna (e) = % 40 = 40/100 = 0,4

Tenperatura altua (TH ₎ = 727 ^° C + 273 = 1000 K

Galdera: Zehaztu ur hotzaren tenperatura

Erantzuna:

Urtegiaren tenperatura 600–273 = 327 ^° C da

Erantzun zuzena A da.

13. Carnot motor baten P-V grafikoa hurrengo irudiaren antzekoa da! Motorrak 800 J bero xurgatzen baditu, egindako lana…

105,5 J

B. 252,6 J

336,6 J

466,7 J

E. 636,7 J

Eztabaida

Jakina da:

Tenperatura altua (TH ₎ = 600 Kelvin

Tenperatura baxua (T _L ) = 250 Kelvin

Xurgatutako beroa (Q1 ₎ = 800 Joule

Galdera: Ahalegina (G)

Erantzuna:

Motor termiko ideal baten (Carnot motorra) eraginkortasuna:

Egindako ahaleginak hauek dira:

W = e Q ₁

W = (7/12)(800 Joule)

W = 466,7 Joule

Erantzun zuzena D da.

14. Carnot motor batek 600 K-ko tenperatura altuan funtzionatzen du lan mekanikoa sortzeko. Motorrak 600 J bero xurgatzen baditu 400 K-ko tenperatura baxu batean, orduan sortutako lana… da.

120 J

B. 124 J

135 J

148 J

E. 200 J

Eztabaida

Jakina da :

Tenperatura baxua (TL ₎ = 400 K

Tenperatura altua (TH ₎ = 600 K

Xurgatutako beroa (Q1 ₎ = 600 Joule

Bilatzen dena : Carnot motorrak sortutako lana (W)

Erantzuna :

Motor termiko ideal baten (Carnot motorra) eraginkortasuna:

Carnot motorrak egindako lana:

W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 Joule

E erantzun zuzena da.

Gasen teoria zinetikoa eta termodinamika

15. Depositu batean 4 litroko bolumena, 27 ^° C-ko tenperatura eta 3 atm-ko presioa dituen gas ideal bat dago (1 atm = 10 ⁵ Nm ^-2 ). Gasak berotze prozesu bat jasaten du presio konstantean 87 ^° C-ko tenperaturara iritsi arte. Gasaren bero-ahalmena 9 JK ^-1 da . Gasaren azken bolumena eta gasaren barne-energiaren aldaketa, hurrenez hurren,...

A. 4,2 litro, ΔU = 200 Joule

B. 4,4 litro, ΔU = 240 Joule

C. 4,6 litro, ΔU = 280 Joule

D. 4,8 litro, ΔU = 300 Joule

E. 4,8 litro, ΔU = 360 Joule

Eztabaida

Prozesu isobarikoa (presio konstantea)

Jakina da:

Gas ideal baten hasierako bolumena (V1 ₎ = 4 litro

Gas ideal baten hasierako tenperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Gas idealaren azken tenperatura (T2 ₎ = 87 ^° C + 273 = 360 K

Gas idealaren presioa (P) = 3 atm = 3 x 10 ⁵ Nm ^-2

Gasaren bero-ahalmena (C) = 9 JK ^-1

Galdera: Gasaren azken bolumena (V ₂ ) eta gasaren barne-energiaren aldaketa (ΔU)

Erantzuna:

Kalkulatu azken bolumena Charlesen legearen formula erabiliz (prozesu isobarikoa edo presio konstantea):

Bolumen Aldaketa:

1 litro = 0,001 ^m³

Hasierako bolumena (V ₁ ) = 4 (0,001 m ³ ) = 0,004 m ³

Azken bolumena (V ₂ ) = 4,8 (0,001 m ³ ) = 0,0048 m ³

Bolumen -aldaketa ( ΔV) = V2 _– V1 ₌ 0,0048 m3 ^– 0,004 m3 ⁼ 0,008 ^m3.

Tenperatura Aldaketak:

Tenperatura aldaketa (ΔT) = T ₂ – T ₁ = 360 K – 300 K = 60 K

Kalkulatu gas ideal baten barne-energiaren aldaketa (ΔU) Termodinamikaren Lehen Legearen formula erabiliz:

ΔU = Q – W

Deskribapena: ΔU = barne-energiaren aldaketa, Q = beroa, W = lana.

Kalkulatu lana (W) presio konstantean:

W = P ΔV = (3 x 10⁵ ⁾ ( 0,0008) = (3 x 10⁶ ⁾ ( 8) = (30)(8) = 240 Joule

Kalkulatu beroa (Q) bero-ahalmenaren (C) formula erabiliz:

C = Q / ΔT

Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 Joule

Kalkulatu barne-energiaren aldaketa:

ΔU = Q – W = 540 Joule – 240 Joule = 300 Joule.

Erantzun zuzena D da.

16. Depositu batean 6 litro gas ideal daude, 2 atm-ko presioarekin (1 atm = 10 ⁵ Nm ^{-2 ), 27 °} C -ko tenperaturarekin. Gasa 77 ^° C -ko tenperaturara berotzen da presio konstantean. Gasaren bero-ahalmena 5 JK ^-1 bada , gasaren azken bolumena eta barne-energiaren aldaketa, hurrenez hurren… dira.

A. 8 litro; ΔU = 250 Joule

B. 8 litro; ΔU = 200 Joule

C. 7 litro; ΔU = 100 Joule

D. 7 litro; ΔU = 50 Joule

E. 7 litro; ΔU = 20 Joule

Eztabaida

Prozesu isobarikoa (presio konstantea)

Jakina da:

Gas ideal baten hasierako bolumena (V1 ₎ = 6 litro

Gas ideal baten hasierako tenperatura (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Gas idealaren azken tenperatura (T2 ₎ = 77 ^° C + 273 = 350 K

Gas idealaren presioa (P) = 2 atm = 2 x 10 ⁵ Nm ^-2

Gasaren bero-ahalmena (C) = 5 JK ^-1

Galdera: Gasaren azken bolumena (V ₂ ) eta gasaren barne-energiaren aldaketa (ΔU)

Erantzuna:

Kalkulatu azken bolumena Charlesen legearen formula erabiliz (prozesu isobarikoa edo presio konstantea):

Bolumen Aldaketa:

1 litro = 0,001 ^m³

Hasierako bolumena (V ₁ ) = 6 (0,001 m ³ ) = 0,006 m ³

Azken bolumena (V 2 ₎ = 7 (0,001 m ³ ) = 0,007 m ³

Bolumen-aldaketa ( ΔV) = V2 _– V1 ₌ 0,007 m3 ^– 0,006 m3 ⁼ 0,001 ^m3.

Tenperatura Aldaketak:

Tenperatura aldaketa (ΔT) = T ₂ – T ₁ = 350 K – 300 K = 50 K

Kalkulatu gas ideal baten barne-energiaren aldaketa (ΔU) Termodinamikaren Lehen Legearen formula erabiliz:

ΔU = Q – W

Deskribapena: ΔU = barne-energiaren aldaketa, Q = beroa, W = lana.

Kalkulatu lana (W) presio konstantean:

W = P ΔV = (2 x 10⁵ ⁾ ( 0,001) = (2 x 10² ⁾ (1 ) = (200)(1) = 200 Joule

Kalkulatu beroa (Q) bero-ahalmenaren (C) formula erabiliz:

C = Q / ΔT

Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 Joule

Kalkulatu barne-energiaren aldaketa:

ΔU = Q – W = 250 Joule – 200 Joule = 50 Joule.

Erantzun zuzena D da.

Prozesu termodinamikoa

17. Begira alboko grafikoari eta ondorengo baieztapenei!

(1) AB prozesua isobarikoa da eta W = P (V₂ - V.₁)

(2) BC prozesua adiabatikoa da, eta ΔU = Q

(3) BC prozesua isokorikoa da, eta ΔU = Q

(4) CA prozesua isotermikoa da, eta sistemak beroa xurgatzen du.

Adierazpen zuzena da…

A. (1) eta (3)

B. (1) eta (4)

C. (2) eta (3)

D. (2) eta (4)

E. (3) eta (4)

Eztabaida

(1 ) AB prozesua isobarikoa da eta W = P ( _V2 – _V1 )

Isobarikoa = presio konstantea. Presio konstantea A- _tik B-ra doan P1 lerro zuzen batek adierazten du. Prozesu honetan, presioa konstante mantentzen da, baina bolumen aldaketa bat dago bolumena handitzen den heinean. Bolumena handitzen bada, sistemak lana egiten du ingurunean, non lan kopurua (W) presioaren (P) eta bolumen aldaketaren (ΔU) biderkaduraren emaitza den.

(3) BC prozesua isokorikoa da, eta ΔU = Q

_{Isokorikoa = bolumen konstantea. Bolumen finkoa B-tik C-ra doan V 2} lerro zuzen batek adierazten du. Prozesu honetan, bolumena konstante mantentzen da, baina presio aldaketa bat dago, non presioa handitzen den. Bolumena konstantea da, beraz, ez da lanik egiten, non W = 0 den. Termodinamikaren Lehen Legearen formula ΔU = Q – W da, non ΔU = barne-energiaren aldaketa, Q = beroa eta W = lana diren. Lanik ez badago, W = 0 da, beraz, ΔU = Q.

Erantzun zuzena A da.

18. Begira ezazu hurrengo ziklo termodinamikoaren grafikoa!

Hurrengo adierazpenetik:

(1) A – B = isokorikoa, lana tenperatura aldaketen araberakoa da

(2) B – C = adiabatikoa, ez dago bero-aldaketarik

(3) B – C = isobarikoa, lana bolumen-aldaketen araberakoa da

(4) C – A = prozesua sistematik kanpoko ahaleginarekin gertatzen da

Egia da…

A. (1) eta (2)

B. (1) eta (3)

C. (2) eta (3)

D. (2) eta (4)

E. (3) eta (4)

Eztabaida

(1) A – B = isokorikoa, lana tenperatura aldaketen araberakoa da

Bai, prozesu hau isokorikoa da (bolumen konstantea). Hala ere, bolumena konstante mantentzen da, beraz, ez da lanik egiten. Lana bolumen aldaketa bat dagoenean gertatzen da. Beraz, baieztapen hau okerra da.

(3) B – C = isobarikoa, lana bolumen-aldaketen araberakoa da

Isobarikoa = presio konstantea. Presio konstantea B-tik C-ra doan lerro zuzen batek adierazten du. Prozesu honetan, sistemaren bolumenean aldaketa bat dago, eta sistemaren bolumena handitzen da. Sistemaren bolumenaren igoerak esan nahi du sistemak lana egiten duela ingurunean.

(4) C – A = prozesua sistematik kanpoko ahaleginarekin gertatzen da

Prozesu honetan, sistemaren bolumena gutxitu egiten da eta sistemaren presioa gutxitu egiten da. Sistemaren bolumenaren gutxitzeak esan nahi du inguruneak lana egiten duela sisteman. Beste era batera esanda, lana kanpotik egiten ari da.

E erantzun zuzena da.

Termodinamikaren legeak

19. Begira irudia! Gas ideal batek presioa (P) bolumenera (V) aldatzeko prozesu bat jasaten du. Prozesu honetan gasak egindako lana…
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Eztabaida
Jakina da :
Hasierako presioa (P₁) = 4 Pa ​​​​= 4 N/m²
Azken presioa (P₂) = 6 Pa ​​​​= 6 N/m²
Hasierako bolumena (V₁) = 2 metro³
Azken bolumena (V₂) = 4 metro³
Galdetu Gasak egindako lana (W)
Jawab :
Gasak egindako lana = ab kurbaren azpiko azalera.
W = triangeluaren azalera + laukizuzenaren azalera
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
E erantzun zuzena da.

20. Gas ideal batek A → B → C → A prozesu itxi bat jasaten du. Ziklo batean, gasak honako lana egiten du….
A. −2,0 x 10³ J
B. −5,5 x 10³ J
C. −8,0 x 10⁵ J
D. 2,0 x 10⁶ J
E. 4,0 x 10⁶ J
Eztabaida
Lana (W) = kurbaren azalera (geziarekin markatutako lerroaren barruko triangeluaren azalera).
W = ½ (20-10)(6 x 10⁵ - 2 x 10⁵)
W = ½ (10)(4 x 10⁵)
W = (5)(4 x 10⁵)
W = 20 x 10⁵ = 2 x 10⁶ Joule
Erantzun zuzena D da.

Galderaren iturria:

Batxilergoko/Lanbide Heziketako Fisikako Galderak Azterketa Nazionalean