આઇસોકોરિક પ્રક્રિયાઓમાં થર્મોડાયનેમિક્સના પ્રથમ નિયમના ઉપયોગ પરના પ્રશ્નોના 3 ઉદાહરણો (સતત વોલ્યુમ)
1. આઇસોકોરિક પ્રક્રિયામાંથી પસાર થતા ગેસના વોલ્યુમ (V) સામે દબાણ (P) નો ગ્રાફ. AB પ્રક્રિયામાં ગેસ દ્વારા કરવામાં આવતું કાર્ય...
ચર્ચા
પ્રક્રિયા AB = આઇસોકોરિક પ્રક્રિયા (અચલ વોલ્યુમ). આઇસોકોરિક વોલ્યુમ પર, ગેસનું વોલ્યુમ (અને અવકાશનું વોલ્યુમ) બદલાતું નથી તેથી ગેસ દ્વારા કોઈ કાર્ય થતું નથી.
2. 47 ના તાપમાને મોનોટોમિક ગેસના ત્રણ મોલoC અને દબાણ 2 x 105 પાસ્કલ એક આઇસોકોરિક પ્રક્રિયામાંથી પસાર થાય છે જ્યાં સુધી દબાણ 3 x 10 સુધી વધે નહીં.5 પાસ્કલ. વાયુની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર... સાર્વત્રિક વાયુ સ્થિરાંક (R) = 8,315 J/mol.K
ચર્ચા
ડિકેતાહુઈ :
પ્રારંભિક તાપમાન (T1) = 47oC + 273 = 320 K
પ્રારંભિક દબાણ (P1) = ૧૦૦ x ૧૨5 Pa
અંતિમ દબાણ (P2) = ૧૦૦ x ૧૨5 Pa
સાર્વત્રિક વાયુ સ્થિરાંક (R) = 8,315 J/mol.K
છછુંદરની સંખ્યા (n) = 3
પૂછ્યું : ગેસમાં ઊર્જામાં ફેરફાર
જવાબ :
આઇસોકોરિક પ્રક્રિયામાં, વોલ્યુમ સ્થિર રહે છે તેથી વાયુ દ્વારા કોઈ કાર્ય થતું નથી (W = 0).
થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ :
આ સૂત્રના વ્યુત્પત્તિના આધારે, એવું તારણ કાઢવામાં આવે છે કે આઇસોકોરિક પ્રક્રિયામાં, સિસ્ટમ (Q) માં ઉમેરવામાં આવતી ગરમી સિસ્ટમની આંતરિક ઊર્જા (U) માં વધારો કરે છે. તેનાથી વિપરીત, સિસ્ટમ દ્વારા છોડવામાં આવતી ગરમી સિસ્ટમની આંતરિક ઊર્જામાં ઘટાડો કરે છે. ગેસની આંતરિક ઊર્જામાં કેટલો ફેરફાર થાય છે? ગેસની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી નીચેના આંતરિક ઊર્જા સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
ગેસમાં ઊર્જા :
આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી કરવા માટે, અંતિમ તાપમાન (T) જાણવું આવશ્યક છે.2). ગણતરી કરો T2 ગે-લુસેકના નિયમ સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને.
ગે-લુસેકનો નિયમ (આઇસોકોરિક/અચલ વોલ્યુમ) :
ગેસમાં ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી કરો:
વાયુની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર 5986,8 જ્યુલ્સ છે.
૩. ૨૭ ડિગ્રી તાપમાને કુલ ૦.૨ મોલ મોનોટોમિક ગેસoC એક બંધ વાસણમાં છે. ગેસનું તાપમાન 400 K સુધી વધારવા માટે જે ગરમી શોષવી પડે છે તે છે... સાર્વત્રિક ગેસ સ્થિરાંક (R) = 8,315 J/mol.K
ચર્ચા
ડિકેતાહુઈ :
છછુંદરની સંખ્યા (n) = 0,2 છછુંદર
પ્રારંભિક તાપમાન (T1) = 27oC + 273 = 300 K
અંતિમ તાપમાન (T2) = 400 કે
સાર્વત્રિક વાયુ સ્થિરાંક (R) = 8,315 J/mol.K
પૂછ્યું : ગરમી શોષિત (Q)
જવાબ :
આઇસોકોરિક પ્રક્રિયામાં, વોલ્યુમ સ્થિર રહે છે તેથી વાયુ દ્વારા કોઈ કાર્ય થતું નથી (W = 0).
થર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ :
શોષાયેલી ગરમી (Q) = વાયુ (U) ની આંતરિક ઊર્જામાં વધારો. વાયુની આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફારની ગણતરી નીચેના આંતરિક ઊર્જા સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.
ગેસમાં ઊર્જા :
વાયુ દ્વારા શોષાયેલી ગરમી = આંતરિક ઊર્જામાં ફેરફાર = 249,45 જ્યુલ્સ.
