11 Foarbylden fan fragen oer de tapassing fan 'e earste wet fan termodynamika op ferskate termodynamyske prosessen (isobarysk, isothermysk, isochorysk)
1. De grafyk hjirûnder lit de termodynamyske syklus sjen dy't in gas ûnderfynt. It wurk dat it gas docht yn proses ABCD is…
Diskusje
It is bekend :
Druk 1 (P1) = 2 x 105 Pa
Druk 2 (P2) = 4 x 105 Pa
Folume 1 (V1) = 1 m3
Folume 2 (V2) = 3 m3
frege It wurk dat it gas docht yn it ABCD-syklusproses
Jawab :
Arbeid dien troch gas = oerflak fan rjochthoek ABCD.
W = (P2 - P1)(V2 - V1)
W = (4 x 105 - 2 x 105)(3 – 1)
W = (2 x 105)(2)
B = 4 x 105 Joule
It wurk dat it gas docht yn it ABCD-syklusproses is 4 x 105 Joule.
2. It wurk dat it gas docht yn it ABC-syklusproses is…
Diskusje
It is bekend :
Druk 1 (P1) = 3 x 105 Pa
Druk 2 (P2) = 6 x 105 Pa
Folume 1 (V1) = 20 sm3 = 20 x 10-6 m3
Folume 2 (V2) = 60 sm3 = 60 x 10-6 m3
frege Arbeid dien troch gas yn it ABC-syklusproses
Jawab :
Arbeid dien troch gas = oerflak fan trijehoek ABCD.
W = ½ (P2 - P1)(V2 - V1)
B = ½ (6 x 105 - 3 x 105)(60 x 10-6 - 20 x 10-6)
B = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
B = ½ (120 x 10-1 Joule)
W = ½ (12 Joule)
W = 6 Joule
It wurk dat it gas yn it ABC-syklusproses dien hat, is 6 Joule.
3. In grafyk fan druk (P) tsjin folume (V) fan in gas yn in sletten romte. It diel fan 'e grafyk dat sjen lit dat it gas wurk docht oan 'e omjouwing is...
Diskusje
Proses AB en proses DC binne isobare prosessen. Proses AD en proses BC binne isochoryske prosessen.
It gas docht wurk op 'e omjouwing as it gas útwreidet sadat it folume fan 'e romte dy't troch it gas beset wurdt tanimt (DC-proses). De omjouwing docht wurk op it gas as it gas krimpt sadat it folume fan 'e romte dy't troch it gas beset wurdt ôfnimt (BC-proses).
4. Alle ideale gassen ûndergeane in isochorysk proses, dus...
A. alle molekulen hawwe deselde snelheid
B. by hege temperatueren is de gemiddelde snelheid fan molekulen grutter
C. gasdruk bliuwt konstant
D. it gas sil wurk dwaan
E. hat gjin ynterne enerzjy
Diskusje
Isochorysk = konstant folume.
It goede antwurd is B.
5. In hoemannichte ideaal gas wurdt troch in termodynamysk proses komprimearre fan tastân 1 nei tastân 2 lykas te sjen is yn 'e folgjende PV-grafyk. It wurk dat troch it gas dien wurdt is...
A. -180 J
B. -90 J
C. -30 J
D. 30 J
E. 90 J
Diskusje
1 liter = 0,001 m³
It is bekend dat :
Druk 1 (P 1 ) = 10 kPa = 10.000 Pa = 10.000 N/m 2
Druk 2 (P 2 ) = 20 kPa = 20.000 Pa = 20.000 N/m 2
Folume 1 (V1 ) = 4 liter = 4 (0,001 m3 ) = 0,004 m3
Folume 2 (V2 ) = 10 liter = 10 (0,001 m3 ) = 0,010 m3
Fraach : Arbeid (W) dien troch it gas
Antwurd:
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)
B = 60 + 1/2 (60)
W = 60 + 30
W = 90 Joule
It goede antwurd is E.
6. Sjoch nei it PV-diagram oan 'e kant!
It wurk dat yn ien syklus yn it thermodynamyske proses produsearre wurdt is ...
A. 100 kJ
B. 200 kJ
C. 300 kJ
D. 400 kJ
E. 600 kJ
Diskusje
It is bekend dat :
Druk 1 (P 1 ) = 1 x 10 5 Pa = 1 x 10 5 N/m 2
Druk 2 (P 2 ) = 3 x 10 5 Pa = 3 x 10 5 N/m 2
Folume 1 (V1 ) = 2 m3
Folume 2 (V2 ) = 4 m3
Frege : Wurk (W) generearre.
Antwurd :
It dien wurk = oerflak fan 'e fjouwerhoek 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 10⁶ Joule
W = 400.000 Joule
W = 400 kilojoule
It goede antwurd is D.
7. In ideaal gas ûndergiet in proses lykas werjûn yn it PV-diagram oan 'e rjochterkant. It wurk dat yn dit proses dien wurdt is...
A. 35 J
B. 24 J
C. 15 J
D. 12 J
E. 6 J
Diskusje
It is bekend dat :
Druk 1 (P 1 ) = 1 N/m 2
Druk 2 (P 2 ) = 7 N/m 2
Folume 1 (V1 ) = 1 m3
Folume 2 (V2 ) = 5 m3
Frege: Wurk (W) dien.
Antwurd:
Dien wurk = oerflak fan trijehoek ABC.
W = ½ (P2 – P1 ) ( V2 – V1 )
W = ½ ( 7-1 )( 5-1 )
W = ½ ( 6 )( 4 )
W = ½ (24)
W = 12 Joule
It goede antwurd is D.
8. 0,02 mol fan in monoatomysk gas by 350 K sit yn in sletten kontener. Hoefolle waarmte is nedich om de temperatuer fan it gas te ferheegjen nei 400 K? De universele gaskonstante, R = 8,31 J mol-1 K-1.
A. 10 Joule
B. 12,5 Joule
C. 14 Joule
D. 15,5 Joule
E. 17 Joule
Diskusje:
It is bekend :
n = 0,02 mol
T1 = 350K
T2 = 400K
R = 8,31 J/mol K
frege :
Waarmte (Q)?
Jawab :
Yn in isochorysk proses (konstant folume), Q = delta U
Beskriuwing: Q = waarmte, delta U = feroaring yn ynterne enerzjy, U = ynterne enerzjy
9. Twa mol monoatomysk gas by in temperatuer fan 20 oC en druk 2 × 105 Pa ûndergiet in isochorysk proses oant de druk 4 × 10 wurdt5 Pa. As de universele gaskonstante = 8,31 J/mol K, dan is de feroaring yn ynterne enerzjy fan it gas…
A. 7304 J
B. 6200 J
C. 2291 J
D. 2128 J
E. 1208 J
Diskusje:
It is bekend :
n = 2 mol
T1 = 20 + 273 = 293 K
P1 = 2 x 105 Pa
P2 = 4 x 105 Pa
R = 8,31 J/mol K
frege :
Feroaring yn ynterne enerzjy (delta U)?
Jawab :
delta U = 3/2 nR(T2-T1)
Greve T2 brûk earst de formule fan 'e wet fan Gay-Lussac (konstant folume)
10. It diel fan 'e druk (P) - folume (V) grafyk dat sjen lit dat it gas dat eksterne arbeid ûntfangt is...
A. AB
B. CD
C. f.Kr.
D. DA
E. AC
Diskusje :
As der wurk dien wurdt oan it gas, nimt it folume ta. Omkeard, as der wurk dien wurdt oan it gas út in eksterne boarne, nimt it folume ôf. It proses dat yn 'e grafyk hjirboppe te sjen is en dat de ôfname yn gasfolume sjen lit, is proses CD.
Dus it goede antwurd is B.
11. De grafyk hjirûnder lit de relaasje sjen tusken druk (P) en folume (V) fan gas dat in proses ûndergiet.
It proses dat de grutste ynspanning oplevert wurdt werjûn yn grafyk nûmer ...
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (4)
Diskusje :
It dien wurk = it oerflak. Hoe grutter it oerflak, hoe grutter it dien wurk. It grutste oerflak wurdt werjûn yn grafyk 3.
It goede antwurd is C.
