20 Foarbylden fan fragen oer termodynamika
Termodynamysk proses
1. Yn termodynamika ûndergiet in ideaal gas in isotherm proses as ...
A. feroarings yn 'e steat fan gas, de temperatuer bliuwt altyd konstant
B. alle molekulen bewege mei ferskillende snelheden
C. Alle gasomstannichheden feroarje altyd fan temperatuer
D. by hege temperatueren is de snelheid fan 'e molekulen heger
E. gasdruk en folume feroarje net
Diskusje
Isotherm of isotherm betsjut konstante temperatuer.
It goede antwurd is A.
2. 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.
3. De juste útspraak oer termodynamyske prosessen is…
A. Isobar is it proses fan gasferoaring by konstante druk.
B. Isobarysk is it proses fan it feroarjen fan gas by in konstante temperatuer.
C. Isochorysk is in proses fan gasferoaring by konstante druk.
D. isotherm is it proses fan it feroarjen fan gas by in konstant folume.
E. Isochorysk is in proses fan it feroarjen fan gas by in konstante temperatuer.
Diskusje
Isobarysk = konstante druk
Isochorysk = konstant folume
Isotherm = konstante temperatuer
It goede antwurd is A.
Earste Wet fan Termodynamika
4. Ut de PV-grafyk hjirûnder is de hoemannichte gaswurk yn prosessen I en II evenredich as...
A. 4: 3
B. 3 : 4
C. 2: 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Diskusje
It is bekend dat:
Proses 1:
Druk (P) = 20 N/ m²
Begjinfolume (V1 ) = 10 liter = 10 dm3 = 10 x 10-3 m3
Einfolume (V² ) = 40 liter = 40 dm³ = 40 x 10⁻³ m³
Proses 2:
Druk (P) = 15 N/ m²
Begjinfolume (V1 ) = 20 liter = 20 dm3 = 20 x 10-3 m3
Einfolume (V² ) = 60 liter = 60 dm³ = 60 x 10⁻³ m³
Frege:
Antwurd:
Gaswurk yn proses I:
W = P ΔV = P (V² –V¹ ) = (20)(40-10)(10-3 m³ ) = (20)(30)(10-3 m³ ) = (600)( 10-3 m³ ) = 0,6 m³
Gaswurk yn proses 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
Ferliking fan gaswurk yn prosessen I en II:
0,6 m³ : 0,6 m³
1: 1
It goede antwurd is E.
5. Ut 'e P – V-grafyk is de hoemannichte gaswurk yn prosessen I en II evenredich as...
A. 4: 3
B. 3 : 4
C. 2: 3
D. 1 : 2
E. 1 : 1
Diskusje
It is bekend dat:
Proses I:
Druk (P) = 20 Pascal
Folume 1 (V1 ) = 10 liter
Folume 2 (V2 ) = 40 liter
Proses II:
Druk (P) = 15 Pascal
Folume 1 (V1 ) = 20 liter
Folume 2 (V2 ) = 60 liter
Fraach: Ferliking fan gaswurk yn prosessen I en II
Antwurd:
It termodynamyske proses basearre op de boppesteande grafyk is in isobarysk proses (konstante druk).
Wurk dien troch gas yn proses I:
W = P ( V2 – V1 )
W = (20)(40 – 10)
W = (20)(30)
W = 600
Wurk dien troch gas yn proses II:
W = P ( V2 – V1 )
W = (15)(60 – 20)
W = (15)(40)
W = 600
Ferliking fan gaswurk yn prosessen I en II:
600: 600
1: 1
It goede antwurd is E.
6. Heliumgas wurdt ferwaarme neffens de PV-grafyk hjirûnder. It wurk dat heliumgas docht yn it AB-proses is...
A. 15 joule 
B. 10 joule
C. 8 joule
D. 4 joule
E. 2 joule
Diskusje
It is bekend dat :
Druk (P) = 2 x 10⁻⁶ N /m² = 2 x 10⁻⁶ Pascal
Begjinfolume (V1 ) = 5 cm3 = 5 x 10-6 m3
Einfolume (V² ) = 15 cm³ = 15 x 10⁻⁶ m³
Fraach : It wurk dat it gas docht yn it AB-proses
Antwurd :
W = ∆P ∆V
W = P ( V2 – V1 )
W = (2 x 10⁻¹ ) (5 x 10⁻¹ – 5 x 10⁻¹ )
W = (2 x 10 5 )(10 x 10 -6 ) = (2 x 10 5 )(1 x 10 -5 )
W = 2 Joule
It goede antwurd is E.
7. Sjoch nei de ôfbylding! In ideaal gas ûndergiet in proses fan it feroarjen fan druk (P) nei folume (V). It wurk dat it gas yn dit proses docht is…
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Diskusje
It is bekend dat :
Begjindruk (P1 ) = 4 Pa = 4 N/ m2
Eindruk (P² ) = 6 Pa = 6 N/ m²
Begjinfolume (V1 ) = 2 m3
Einfolume (V² ) = 4 m³
Winske : Wurk dien troch gas (W)
Antwurd :
Arbeid dien troch gas = oerflak ûnder kromme ab.
W = oerflak fan trijehoek + oerflak fan rjochthoek
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
It goede antwurd is E.
8. In ideaal gas ûndergiet in sletten proses A → B → C → A. Yn in syklus docht it gas wurk dat in bedrach hat fan….
A. -2,0 x 103 J
B. − 5,5 x 10³ J
C. − 8,0 x 10 5 J
D. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
Diskusje
Wurk (W) = oerflak fan 'e kromme (gebiet fan 'e trijehoek binnen de line markearre mei de pylk).
W = ½ (20-10)(6 x 10 5 – 2 x 10 5 )
W = ½ (10)(4 x 10 5 )
W = (5)(4 x 105 )
W = 20 x 10 5 = 2 x 10 6 Joule
It goede antwurd is D.
Waarmtemotor
9. In masine nimt 2.000 Joule waarmte op út in reservoir mei hege temperatuer en stjoert 1.200 Joule ôf nei in reservoir mei lege temperatuer. De effisjinsje fan 'e masine is ….
A. 80%
B. 75%
C. 60%
D. 50%
E. 40%
Diskusje
It is bekend dat:
Waarmte opnommen (Q H ) = 2000 Joules
Frijlitten waarmte (Q L ) = 1200 Joules
Wurk produsearre troch de masine (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules
Fraach : Effisjinsje fan waarmtemotor (e)
Antwurd :
De formule foar de effisjinsje fan in waarmtemotor:
e = W / Q H = 800/2000 = 0,4 x 100% = 40%
It goede antwurd is E.
Carnot-motor
10. De effisjinsje fan in Carnot-motor waans syklus waarmte absorbearret by in temperatuer fan 960 K en waarmte ôfwiist by in temperatuer fan 576 K is...
A. 40%
B. 50%
C. 56%
D. 60%
E. 80%
Diskusje
It is bekend dat :
Hege temperatuer (TH ) = 960 K
Lege temperatuer (TL ) = 576 K
Fraach : Carnot-motoreffisjinsje (e)
Antwurd :
De effisjinsje fan in Carnot-motor is 0,4 x 100% = 40%
It goede antwurd is A.
11. Yn 'e PV-grafyk fan 'e Carnot-motor hjirûnder is W = 6.000 Joules. De hoemannichte waarmte dy't troch de motor per syklus frijkomt is...
A. 2.250 joule
B. 3.000 joule
C. 3.750 joule
D. 6.000 joule
E. 9.600 joule
Diskusje
It is bekend dat:
Wurk (W) = 6000 Joules
Hege temperatuer (TH ) = 800 Kelvin
Lege temperatuer (TL ) = 300 Kelvin
Fraach: F
Antwurd:
Effisjinsje fan in ideale waarmtemotor (Carnot-motor):
Waarmte opnommen troch de Carnot-motor:
W = e Q 1
6000 = (0,625) Q 1
Q 1 = 6000 / 0,625
Q 1 = 9600
Waarmte frijjûn troch in Carnot-motor:
Q2 = Q1 – W
Q2 = 9600 – 6000
Q2 = 3600 Joule
Der is gjin goed antwurd.
12. In Carnot-motor mei in effisjinsje fan 40% brûkt in hjit reservoir by in temperatuer fan 727 °C. Bepale de temperatuer fan it kâlde reservoir!
A. 327°C
B. 357°C
C. 400°C
D. 600°C
E. 627°C
Diskusje
It is bekend dat:
Effisjinsje (e) = 40% = 40/100 = 0,4
Hege temperatuer (TH ) = 727 ° C + 273 = 1000 K
Fraach: Bepale de temperatuer fan it kâlde reservoir
Antwurd:
De temperatuer fan it reservoir is 600–273 = 327 ° C
It goede antwurd is A.
13. De P-V-grafyk fan in Carnot-motor sjocht der sa út as de folgjende figuer! As de motor 800 J waarmte opnimt, dan is it dien wurk...
A. 105,5 J
B. 252,6 J
C. 336,6 J
D. 466,7 J
E. 636,7 J
Diskusje
It is bekend dat:
Hege temperatuer (TH ) = 600 Kelvin
Lege temperatuer (TL ) = 250 Kelvin
Waarmte opnommen (Q1 ) = 800 Joules
Frege: Ynspanning (W)
Antwurd:
Effisjinsje fan in ideale waarmtemotor (Carnot-motor):
De ynspanningen dy't dien binne binne:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 Joule)
W = 466,7 Joule
It goede antwurd is D.
14. In Carnot-motor wurket by in hege temperatuer fan 600 K, om meganysk wurk te produsearjen. As de motor 600 J waarmte opnimt by in lege temperatuer fan 400 K, dan is it produsearre wurk….
A. 120 J
B. 124 J
C. 135 J
D. 148 J
E. 200 J
Diskusje
It is bekend dat :
Lege temperatuer (TL ) = 400 K
Hege temperatuer (TH ) = 600 K
Waarmte opnommen (Q1 ) = 600 Joules
Socht : Wurk produsearre troch de Carnot-motor (W)
Antwurd :
Effisjinsje fan in ideale waarmtemotor (Carnot-motor):
Wurk dien troch de Carnot-motor:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 Joule
It goede antwurd is E.
Kinetyske teory fan gassen en termodynamika
15. Yn in tank is in ideaal gas mei in folume fan 4 liter, in temperatuer fan 27 ° C en in druk fan 3 atm (1 atm = 10 5 Nm -2 ). It gas ûndergiet in ferwaarmingsproses by konstante druk oant de temperatuer 87 ° C is. De waarmtekapasiteit fan it gas is 9 JK -1 . It einfolume fan it gas en de feroaring yn 'e ynterne enerzjy fan it gas binne respektivelik...
A. 4,2 liter, ΔU = 200 Joules
B. 4,4 liter, ΔU = 240 Joules
C. 4,6 liter, ΔU = 280 Joules
D. 4,8 liter, ΔU = 300 Joules
E. 4,8 liter, ΔU = 360 Joules
Diskusje
Isobarysk proses (konstante druk)
It is bekend dat:
It begjinfolume fan in ideaal gas (V1 ) = 4 liter
Begjintemperatuer fan in ideaal gas (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K
Eintemperatuer fan ideaal gas (T2 ) = 87 ° C + 273 = 360 K
Ideale gasdruk (P) = 3 atm = 3 x 10⁻⁶ Nm⁻²
Waarmtekapasiteit fan gas (C) = 9 JK -1
Fraach: Einfolume fan gas (V² ) en feroaring yn ynterne enerzjy fan gas (ΔU)
Antwurd:
Berekenje it definitive folume mei de formule fan Charles syn wet (isobarysk proses of konstante druk):
Folumeferoaring:
1 liter = 0,001 m³
Begjinfolume (V1 ) = 4 (0,001 m3 ) = 0,004 m3
Einfolume (V² ) = 4,8 (0,001 m³ ) = 0,0048 m³
Feroaring yn folume ( ΔV) = V2 – V1 = 0,0048 m3 – 0,004 m3 = 0,008 m3.
Temperatuerferoarings:
Temperatuerferoaring (ΔT) = T2 – T1 = 360 K – 300 K = 60 K
Berekenje de feroaring yn ynterne enerzjy (ΔU) fan in ideaal gas mei de formule foar de Earste Wet fan 'e Termodynamika:
ΔU = Q – W
Beskriuwing: ΔU = feroaring yn ynterne enerzjy, Q = waarmte, W = arbeid.
Berekenje it wurk (W) by konstante druk:
W = P ΔV = (3 x 10 5 )( 0,0008) = (3 x 10 1 )( 8) = (30)(8) = 240 Joule
Berekenje de waarmte (Q) mei de formule foar waarmtekapasiteit (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 Joule
Berekenje de feroaring yn ynterne enerzjy:
ΔU = Q – W = 540 Joule – 240 Joule = 300 Joule.
It goede antwurd is D.
16. Yn in tank binne 6 liter ideaal gas mei in druk fan 2 atm (1 atm = 10 5 Nm -2 ), in temperatuer fan 27 o C. It gas wurdt ferwaarme ta in temperatuer fan 77 o C by konstante druk. As de waarmtekapasiteit fan it gas 5 JK -1 is , binne it einfolume en de feroaring yn ynterne enerzjy fan it gas respektivelik….
A. 8 liter; ΔU = 250 Joule
B. 8 liter; ΔU = 200 Joule
C. 7 liter; ΔU = 100 Joule
D. 7 liter; ΔU = 50 Joule
E. 7 liter; ΔU = 20 Joule
Diskusje
Isobarysk proses (konstante druk)
It is bekend dat:
It begjinfolume fan in ideaal gas (V1 ) = 6 liter
Begjintemperatuer fan in ideaal gas (T1 ) = 27 ° C + 273 = 300 K
Eintemperatuer fan ideaal gas (T2 ) = 77 ° C + 273 = 350 K
Ideale gasdruk (P) = 2 atm = 2 x 10⁻⁶ Nm⁻²
Waarmtekapasiteit fan gas (C) = 5 JK -1
Fraach: Einfolume fan gas (V² ) en feroaring yn ynterne enerzjy fan gas (ΔU)
Antwurd:
Berekenje it definitive folume mei de formule fan Charles syn wet (isobarysk proses of konstante druk):
Folumeferoaring:
1 liter = 0,001 m³
Begjinfolume (V1 ) = 6 (0,001 m3 ) = 0,006 m3
Einfolume (V² ) = 7 (0,001 m³ ) = 0,007 m³
Folumeferoaring ( ΔV) = V2 – V1 = 0,007 m3 – 0,006 m3 = 0,001 m3.
Temperatuerferoarings:
Temperatuerferoaring (ΔT) = T2 – T1 = 350 K – 300 K = 50 K
Berekenje de feroaring yn ynterne enerzjy (ΔU) fan in ideaal gas mei de formule foar de Earste Wet fan 'e Termodynamika:
ΔU = Q – W
Beskriuwing: ΔU = feroaring yn ynterne enerzjy, Q = waarmte, W = arbeid.
Berekenje it wurk (W) by konstante druk:
W = P ΔV = (2 x 10 5 )( 0,001) = (2 x 10 2 )(1 ) = (200)(1) = 200 Joule
Berekenje de waarmte (Q) mei de formule foar waarmtekapasiteit (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 Joule
Berekenje de feroaring yn ynterne enerzjy:
ΔU = Q – W = 250 Joule – 200 Joule = 50 Joule.
It goede antwurd is D.
Termodynamysk proses
17. Sjoch nei de grafyk oan 'e kant en de folgjende útspraken!
(1) It AB-proses is isobarysk en W = P (V2 - V1)
(2) Proses BC is adiabatysk, en ΔU = Q
(3) Proses BC is isochorysk, en ΔU = Q
(4) It CA-proses is isothermysk, en it systeem absorbearret waarmte.
De juste útspraak is…
A. (1) en (3)
B. (1) en (4)
C. (2) en (3)
D. (2) en (4)
E. (3) en (4)
Diskusje
(1 ) It AB-proses is isobarysk en W = P ( V2 – V1 )
Isobaar = konstante druk. Konstante druk wurdt oanjûn troch in rjochte line lâns P1 fan A nei B. Yn dit proses bliuwt de druk konstant, mar is der in feroaring yn folume wêrby't it folume tanimt. As it folume tanimt, docht it systeem wurk oan 'e omjouwing, wêrby't de hoemannichte wurk (W) it resultaat is fan it produkt fan druk (P) en de feroaring yn folume (ΔU).
(3) Proses BC is isochorysk, en ΔU = Q
Isochorysk = konstant folume. Fêst folume wurdt oanjûn troch in rjochte line lâns V₂ fan B nei C. Yn dit proses bliuwt it folume konstant, mar is der in feroaring yn druk as de druk tanimt. It folume is konstant, dus wurdt der gjin wurk dien, wêrby't W = 0. De formule foar de Earste Wet fan de Termodynamika is ΔU = Q – W, wêrby't ΔU = feroaring yn ynterne enerzjy, Q = waarmte en W = wurk. As der gjin wurk is, dan is W = 0, dus ΔU = Q.
It goede antwurd is A.
18. Sjoch nei de folgjende termodynamyske syklusgrafyk!
Ut de folgjende útspraak:
(1) A – B = isochorysk, wurk hinget ôf fan temperatuerferoaringen
(2) B – C = adiabatyske, gjin waarmteferoaring
(3) B – C = isobarysk, wurk hinget ôf fan feroarings yn folume
(4) C – A = it proses bart mei ynspanning fan bûten it systeem
De wierheid is…
A. (1) en (2)
B. (1) en (3)
C. (2) en (3)
D. (2) en (4)
E. (3) en (4)
Diskusje
(1) A – B = isochorysk, wurk hinget ôf fan temperatuerferoaringen
Ja, dit proses is isochorysk (konstant folume). It folume bliuwt lykwols konstant, dus der wurdt gjin wurk dien. Arbeid ûntstiet as der in feroaring yn folume is. Dêrom is dizze útspraak net korrekt.
(3) B – C = isobarysk, wurk hinget ôf fan feroarings yn folume
Isobaar = konstante druk. Konstante druk wurdt oanjûn troch in rjochte line fan B nei C. Yn dit proses is der in feroaring yn it folume fan it systeem, wêrby't it folume fan it systeem tanimt. In tanimming fan it folume fan it systeem betsjut dat it systeem wurk docht oan 'e omjouwing.
(4) C – A = it proses bart mei ynspanning fan bûten it systeem
Yn dit proses nimt it folume fan it systeem ôf en de systeemdruk. In ôfname fan systeemfolume betsjut dat de omjouwing wurk docht oan it systeem. Mei oare wurden, der wurdt wurk fan bûten ôf dien.
It goede antwurd is E.
Wetten fan termodynamika
19. Sjoch nei de ôfbylding! In ideaal gas ûndergiet in proses fan it feroarjen fan druk (P) nei folume (V). It wurk dat it gas yn dit proses docht is...
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Diskusje
It is bekend :
Begjindruk (P1) = 4 Pa = 4 N/m2
Einddruk (P2) = 6 Pa = 6 N/m2
Begjinfolume (V1) = 2 m3
Einfolume (V2) = 4 m3
frege Arbeid dien troch it gas (W)
Jawab :
Arbeid dien troch gas = oerflak ûnder kromme ab.
W = oerflak fan trijehoek + oerflak fan rjochthoek
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
It goede antwurd is E.
20. In ideaal gas ûndergiet in sletten proses A → B → C → A. Yn in syklus docht it gas wurk dat in bedrach hat fan….
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
Diskusje
Wurk (W) = oerflak fan 'e kromme (gebiet fan 'e trijehoek binnen de line markearre mei de pylk).
W = ½ (20-10)(6 x 105 - 2 x 105)
W = ½ (10)(4 x 105)
W = (5)(4 x 105)
B = 20 x 105 = 2 x 106 Joule
It goede antwurd is D.
Boarne fan 'e fraach:
Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle
