Wurk dien yn termodynamyske prosessen - problemen en oplossingen

Wurk dien yn termodynamyske prosessen - problemen en oplossingen

1. In ideaal gas wurdt komprimearre fan tastân 1 nei tastân 2 lykas werjûn yn 'e grafyk hjirûnder. Bepale it wurk dat troch it gas dien wurdt.

Oplossing

1 liter = 0.001 ^m³

Bekend:

Druk 1 (P1 ₎ = 10 kPa = 10,000 Pa = 10,000 N/ ^m2

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

Winske: It wurk dien troch it gas (W)

Oplossing:

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

2. Bepale it wurk dat dien wurdt troch it gas yn proses abcda, lykas werjûn yn de ûndersteande grafyk.

Bekend:

Druk 1 (P₁) = 1 x 10⁵ Pa = 1 x 10⁵ N / m²

Druk 2 (P2 ₎ = 3 x 105 ^Pa = 3 x 105 ^N / ^m2

Folume 1 (V1 ₎ = 2 ^m3

Folume 2 (V2 ₎ = 4 ^m3

Socht: Wurk (W)

Oplossing:

It wurk dien troch it gas = oerflak fan rjochthoekige 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 kJ

3. Bepale it wurk dat dien wurdt troch it gas yn proses ABCA.

Bekend:

Druk 1 (P₁) = 1 N/m²

Druk 2 (P ₂ ) = 7 N/m ²

Folume 1 (V1 ₎ = 1 ^m3

Folume 2 (V2 ₎ = 5 ^m3

Socht: Wurk (W)

Oplossing:

It wurk dat it gas docht = 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

1. Wat is de definysje fan wurk yn termodynamika?
   • Antwurd: Yn termodynamika wurdt arbeid definiearre as in enerzjyoerdracht nei of fan in systeem dy't net te tankjen is oan in temperatuerferskil tusken it systeem en syn omjouwing.
2. Hoe is wurk relatearre oan it druk-folume (PV) diagram fan in termodynamysk proses?
   • Antwurd: Yn in PV-diagram wurdt it wurk dat troch of oan in systeem dien wurdt tidens in proses fertsjintwurdige troch it gebiet ûnder de kromme fan it proses. Foar prosessen mei gassen wurdt it wurk faak jûn troch de yntegraal fan P dV, wêrby't P de druk is en dV de differinsjaalferoaring yn folume.
3. Hokker wurk wurdt dien tidens in isochorysk proses?
   • Antwurd: In isochorysk proses fynt plak by in konstant folume. Omdat der gjin folumeferoaring is, is it wurk dat dien wurdt tidens in isochorysk proses nul.
4. Hoe ferskilt it wurk dat dien wurdt by in isobare (konstante druk) útwreiding fan dat by in isotherme (konstante temperatuer) útwreiding fan in ideaal gas?
   • Antwurd: Yn in isobaryske útwreiding wurdt arbeid berekkene as $W=P\times \Delta V$, wêrby't P de konstante druk is en $\Delta V$ is de feroaring yn folume. Foar in isotherme útwreiding fan in ideaal gas kin arbeid berekkene wurde mei de fergeliking W=nRTln(Vf/Vi​​​), dêr't n it oantal mol is, R de universele gaskonstante is, en Vf​ en Vi​ binne respektivelik de definitive en earste folume.
5. Wat is de betsjutting fan 'e earste wet fan termodynamika oangeande arbeid en enerzjy?
   • Antwurd: De earste wet fan 'e termodynamika stelt dat de feroaring yn 'e ynterne enerzjy fan in systeem gelyk is oan 'e waarmte dy't tafoege wurdt oan it systeem minus it wurk dat it systeem oan syn omjouwing docht. It fertsjintwurdiget it prinsipe fan behâld fan enerzjy.
6. Foar in syklysk proses op in PV-diagram, wat fertsjintwurdiget it ynsletten gebiet?
   • Antwurd: Foar in syklysk proses op in PV-diagram fertsjintwurdiget it ynsletten gebiet it netto wurk dat troch of oan it systeem dien wurdt tidens ien syklus.
7. Hoe ferskilt it wurk dat dien wurdt yn in adiabatysk proses fan in isothermysk proses foar in ideaal gas?
   • Antwurd: Yn in adiabatysk proses is der gjin waarmte-útwikseling mei de omjouwing, dus it dien wurk resultearret yn in feroaring yn 'e ynterne enerzjy fan it gas. Foar in isotherm proses bliuwt de temperatuer konstant, en elk dien wurk wurdt kompensearre troch in gelikense hoemannichte waarmte-oerdracht, dus der is gjin feroaring yn ynterne enerzjy.
8. Wêrom kin it wurk dat dien wurdt yn in ûnomkearber proses oars wêze as in omkearber proses, sels as de begjin- en eintastannen itselde binne?
   • Antwurd: Yn in omkearber proses is elke tuskensteat tusken de begjin- en einsteat yn lykwicht. Yn in omkearber proses is dit net it gefal. De paden dy't nommen wurde op in PV-diagram, en dus it wurk dat dien wurdt, kinne signifikant ferskille tusken de twa soarten prosessen, sels as se begjinne en einigje op deselde punten.
9. Hoe beynfloedet de oanwêzigens fan net-ideaal (echt) gasgedrach wurkberekkeningen yn termodynamyske prosessen?
   • Antwurd: Foar echte gassen kinne ôfwikingen fan ideaal gedrach liede ta ferskillen yn wurkberekkeningen, benammen by hege druk of lege temperatueren. De Van der Waals-fergeliking of oare echte gasmodellen moatte miskien brûkt wurde om rekken te hâlden mei dizze ôfwikingen.
10. Wat betsjut it as it wurk dat oan in systeem dien wurdt negatyf is?

• Antwurd: As it wurk dat oan in systeem dien wurdt negatyf is, betsjut dat dat it systeem wurk docht oan syn omjouwing. Dit komt faak oerien mei in útwreiding fan in gas tsjin eksterne druk.