समआयतनिक प्रक्रिया (स्थिर आयतन) पर ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम को लागू करने का उदाहरण।

समआयतनिक प्रक्रियाओं (स्थिर आयतन) में ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुप्रयोग पर आधारित प्रश्नों के 3 उदाहरण।

1. समआयतनिक प्रक्रिया से गुजर रही गैस के दाब (P) और आयतन (V) के बीच का ग्राफ। प्रक्रिया AB में गैस द्वारा किया गया कार्य है…

विचार-विमर्श
प्रक्रिया AB = आइसोकोरिक प्रक्रिया (स्थिर आयतन)। समआयतनिक आयतन पर, गैस का आयतन (और अंतरिक्ष का आयतन) नहीं बदलता है, इसलिए गैस द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाता है।

2. 47 डिग्री सेल्सियस तापमान पर एकपरमाण्विक गैस के तीन मोल^oC और दबाव 2 x 10⁵ पास्कल में समआयतनिक प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक दाब बढ़कर 3 x 10⁻⁶ नहीं हो जाता।⁵ पास्कल। गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन… सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (R) = 8,315 जूल/मोल.के.
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
प्रारंभिक तापमान (T)₁) = 47^oC + 273 = 320 K
प्रारंभिक दबाव (P₁) = 2 x 10⁵ Pa
अंतिम दबाव (पी)₂) = 3 x 10⁵ Pa
सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (R) = 8,315 जूल/मोल.के
मोलों की संख्या (n) = 3
पूछा गैस में ऊर्जा में परिवर्तन
जवाबी :
एक समआयतनिक प्रक्रिया में, आयतन स्थिर रहता है, इसलिए गैस द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाता है (W = 0)।
ऊष्मागतिकी का पहला नियम :
इस सूत्र के आधार पर यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि समआयतनिक प्रक्रिया में, प्रणाली में डाली गई ऊष्मा (Q) प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा (U) को बढ़ाती है। इसके विपरीत, प्रणाली द्वारा उत्सर्जित ऊष्मा प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा को घटाती है। गैस की आंतरिक ऊर्जा में कितना परिवर्तन होता है? गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की गणना नीचे दिए गए आंतरिक ऊर्जा सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
गैस में ऊर्जा :
आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की गणना करने के लिए, अंतिम तापमान (T) ज्ञात होना आवश्यक है।₂टी की गणना करें।₂ गे-लुसैक के नियम के सूत्र का उपयोग करते हुए।
गे-लुसैक का नियम (समआयतनिक/स्थिर आयतन) :
गैस की ऊर्जा में परिवर्तन की गणना कीजिए:
गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन 5986,8 जूल है।

3. 27 डिग्री सेल्सियस तापमान पर एकपरमाण्विक गैस के कुल 0,2 मोल।^oएक बंद पात्र में गैस C है। गैस का तापमान 400 K तक बढ़ाने के लिए कितनी ऊष्मा अवशोषित करनी होगी? सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (R) = 8,315 J/mol.K
विचार-विमर्श
ज्ञात है :
मोलों की संख्या (n) = 0,2 मोल
प्रारंभिक तापमान (T)₁) = 27^oC + 273 = 300 K
अंतिम तापमान (T)₂) = 400 के
सार्वभौमिक गैस स्थिरांक (R) = 8,315 जूल/मोल.के
पूछा अवशोषित ऊष्मा (Q)
जवाबी :
एक समआयतनिक प्रक्रिया में, आयतन स्थिर रहता है, इसलिए गैस द्वारा कोई कार्य नहीं किया जाता है (W = 0)।
ऊष्मागतिकी का पहला नियम :
अवशोषित ऊष्मा (Q) = गैस की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि (U)। गैस की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन की गणना नीचे दिए गए आंतरिक ऊर्जा सूत्र का उपयोग करके की जाती है।
गैस में ऊर्जा :
गैस द्वारा अवशोषित ऊष्मा = आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन = 249,45 जूल।