Thermodynamics - teeb meem thiab kev daws teeb meem
Thawj txoj cai ntawm thermodynamics
1. Raws li daim duab PV hauv qab no, qhov sib piv ntawm cov haujlwm uas cov roj ua hauv cov txheej txheem I, rau cov haujlwm uas cov roj ua hauv cov txheej txheem II yog dab tsi?
Paub:
Txheej Txheem 1:
Siab (P) = 20 N/ m2
Qhov ntim pib (V 1 ) = 10 liv = 10 dm 3 = 10 x 10 -3 m 3
Qhov ntim kawg (V 2 ) = 40 liv = 40 dm 3 = 40 x 10 -3 m 3
Txheej Txheem 2:
Txheej Txheem (P) = 15 N/ m2
Qhov ntim pib (V 1 ) = 20 liv = 20 dm 3 = 20 x 10 -3 m 3
Qhov ntim kawg (V 2 ) = 60 liv = 60 dm 3 = 60 x 10 -3 m 3
Xav tau: Qhov piv ntawm cov haujlwm ua los ntawm roj
Tshuaj:
Cov haujlwm ua los ntawm roj hauv cov txheej txheem I:
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (20)(40-10)(10 -3 m 3 ) = (20)(30)(10 -3 m 3 ) = (600)(10 -3 m 3 ) = 0.6 m 3
Cov haujlwm ua los ntawm roj hauv cov txheej txheem II:
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (15)(60-20)(10 -3 m 3 ) = (15)(40)(10 -3 m 3 ) = (600)(10 -3 m 3 ) = 0.6 m 3
Qhov piv ntawm cov haujlwm ua los ntawm roj hauv cov txheej txheem I thiab cov txheej txheem II:
0.6 m 3 : 0.6 m 3
1: 1
2.
Raws li daim duab hauv qab no, cov roj helium ua haujlwm li cas hauv cov txheej txheem AB?
Paub:
Siab (P) = 2 x 10 5 N/m2 = 2 x 10 5 Pascals
Qhov ntim pib (V 1 ) = 5 cm 3 = 5 x 10 -6 m 3
Qhov ntim kawg (V 2 ) = 15 cm 3 = 15 x 10 -6 m 3
Xav tau: Ua haujlwm los ntawm roj hauv cov txheej txheem AB
Tshuaj:
W = ∆P ∆V
W = P ( V2 – V1 )
W = (2 x 10 5 )(15 x 10 -6 – 5 x 10 -6 )
W = (2 x 10 5 )(10 x 10 -6 ) = (2 x 10 5 )(1 x 10 -5 )
W = 2 Joule
3.
Raws li daim duab hauv qab no, txoj haujlwm ua tiav hauv cov txheej txheem AB yog dab tsi?
Paub:
Lub siab pib (P1 ) = 4 Pa = 4 N/ m2
Qhov siab kawg (P2 ) = 6 Pa = 6 N/ m2
Qhov ntim pib (V 1 ) = 2 m 3
Qhov ntim kawg (V 2 ) = 4 m 3
Xav tau: ua haujlwm tiav lawm Kuv ua tiav lawm
Tshuaj:
Cov haujlwm ua los ntawm roj = thaj tsam hauv qab nkhaus ab
W = thaj tsam ntawm daim duab peb sab + thaj tsam ntawm lub duab plaub fab
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
4. Raws li daim duab hauv qab no, txoj haujlwm ua tiav hauv cov txheej txheem ABCA yog dab tsi.
Tshuaj:
Ua Haujlwm (W) = Cheeb Tsam ntawm daim duab peb sab ABC
W = ½ (20-10)(6 x 10 5 – 2 x 10 5 )
W = ½ (10)(4 x 10 5 )
W = (5)(4 x 10 5 )
W = 20 x 10 5
W = 2 x 10 6 Joule
5. Lub cav nqus tau 2000 Joules ntawm cua sov ntawm qhov kub siab thiab tso tawm 1200 Joules ntawm cua sov ntawm qhov kub qis. Lub cav ua haujlwm tau zoo li cas?
Paub:
Cov cua sov nkag (Q H ) = 2000 Joules
Cov cua sov tso tawm (Q L ) = 1200 Joules
Cov haujlwm ua los ntawm lub cav (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules
Xav tau: kev ua haujlwm zoo (e)
Tshuaj:
e = W / Q H
e = 800/2000
e = 0.4 x 100%
e = 40%
6. Lub cav nqus cua sov ntawm 960 Kelvin thiab lub cav tso cua sov tawm ntawm 576 Kelvin. Lub cav ua haujlwm tau zoo npaum li cas.
Paub:
Kub siab (TH ) = 960 K
Kub qis (T L ) = 576 K
Xav tau: kev ua haujlwm zoo (e)
Tshuaj:
Kev ua haujlwm zoo ntawm lub cav Carnot = 0.4 x 100% = 40%
7. Raws li daim duab hauv qab no, txoj haujlwm uas lub cav ua yog 6000 Joules. Lub cua sov uas lub cav tso tawm txhua lub voj voog yog dab tsi?
Paub:
Ua Haujlwm (W) = 6000 Joule
Kub siab (TH ) = 800 Kelvin
Kub qis (T L ) = 300 Kelvin
Xav tau: cua sov tawm los ntawm lub cav
Kev daws teeb meem :
Carnot (zoo tagnrho) kev ua haujlwm:
Kub uas Carnot lub cav nqus tau:
W = e Q 1
6000 = (0.625) Q 1
Q 1 = 6000 / 0.625
Q 1 = 9600
Cov cua sov uas Carnot engine tso tawm:
Q 2 = Q 1 – W
Q 2 = 9600 – 6000
Q 2 = 3600 Joule
8. Lub cav Carnot ua haujlwm tau zoo yog 40%. Yog tias cua sov raug nqus ntawm 727 ° C ces qhov kub qis yog dab tsi.
Paub:
Kev Ua Haujlwm Zoo (e) = 40% = 40/100 = 0.4
Kub siab (TH ) = 727 o C + 273 = 1000 K
Xav tau: Kub qis
Tshuaj:
T L = 600 Kelvin – 273 = 327 o C
9. Raws li daim duab hauv qab no, yog tias lub cav nqus tau 800 J ntawm cua sov, lub cav ua haujlwm li cas.
Paub:
Kub siab (TH ) = 600 Kelvin
Kub qis (T L ) = 250 Kelvin
Cov cua sov nkag (Q 1 ) = 800 Joules
Xav Tau: Ua Haujlwm (W)
Tshuaj:
Kev ua haujlwm ntawm Carnot engine:
Lub cav tau ua haujlwm:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 Joules)
W = 466.7 Joule
10. Qhov kub siab ntawm lub cav Carnot yog 600 K. Yog tias lub cav nqus tau 600 J ntawm cua sov thiab qhov kub qis yog 400 K, qhov haujlwm uas lub cav ua yog dab tsi.
Paub:
Kub qis (T L ) = 400 K
Kub siab (TH ) = 600 K
Cov cua sov nkag (Q 1 ) = 600 Joules
Xav tau: Ua haujlwm los ntawm Carnot engine (W)
Tshuaj:
Kev ua haujlwm ntawm lub cav Carnot:
Carnot engine tau ua haujlwm li no:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 Joule
- Lub hauv paus tseem ceeb ntawm thermodynamics yog dab tsi? teb: Thermodynamics tsom mus rau kev kawm txog lub zog, nws cov kev hloov pauv, thiab nws txoj kev sib raug zoo nrog cov khoom, tshwj xeeb tshaj yog nyob rau hauv cov kab ke uas muaj qhov sib npaug.
- Txoj cai xoom ntawm thermodynamics muaj feem cuam tshuam li cas rau qhov kub thiab txias? tebTxoj cai xoom hais tias yog tias ob lub kaw lus sib npaug thermal nrog lub kaw lus thib peb, ces lawv nyob hauv thermal sib npaug nrog ib leeg. Qhov no txhais tau tias muaj ib yam khoom hu ua kub, uas yog tib yam rau txhua lub kaw lus hauv thermal sib npaug.
- Txoj cai thib ib ntawm thermodynamics piav qhia txog dab tsi? tebTxoj cai thib ib, tseem hu ua txoj cai txuag hluav taws xob, hais tias lub zog tsis tuaj yeem tsim lossis rhuav tshem, tsuas yog hloov pauv ntawm ib daim ntawv mus rau lwm daim ntawv. Hauv lub kaw lus kaw, qhov kev hloov pauv ntawm lub zog sab hauv yog sib npaug rau qhov cua sov ntxiv rau lub kaw lus rho tawm cov haujlwm uas lub kaw lus ua rau nws ib puag ncig.
- Vim li cas txoj cai thib ob ntawm thermodynamics thiaj li tseem ceeb rau kev nkag siab txog kev coj ua ntawm cov txheej txheem ntuj tsim? tebTxoj cai thib ob hais tias qhov entropy (lossis kev tsis sib haum xeeb) ntawm ib lub cev ib leeg yeej ib txwm nce lossis tseem nyob ruaj khov. Qhov no qhia tias lub zog yuav tawg mus rau lwm qhov yog tias tsis muaj kev cuam tshuam los ntawm kev ua li ntawd, muab kev taw qhia rau cov txheej txheem ntuj thiab piav qhia vim li cas qee cov txheej txheem tshwm sim yam tsis tau npaj tseg thaum lwm tus tsis ua.
- Entropy yog dab tsi, thiab nws cuam tshuam li cas rau kev tsis sib haum xeeb hauv ib lub system? tebEntropy yog qhov ntsuas ntawm lub zog hauv ib lub cev uas tsis muaj peev xwm ua haujlwm. Nws kuj feem ntau piav qhia tias yog qhov ntsuas ntawm qhov tsis sib xws lossis randomness ntawm lub cev. Feem ntau, entropy siab dua sib raug rau qhov tsis sib xws lossis randomness ntau dua.
- Txoj cai thib peb ntawm thermodynamics piav qhia txog entropy ntawm ib qho siv lead ua zoo meej ntawm xoom kiag li li cas? tebTxoj cai thib peb hais tias entropy ntawm cov siv lead ua zoo meej yog xoom ntawm qhov kub thiab txias xoom (0 Kelvin). Qhov no txhais tau tias ntawm qhov kub thiab txias no, lub kaw lus tau teeb tsa zoo meej.
- Vim li cas cua sov thiaj tsis tuaj yeem ntws los ntawm lub cev txias mus rau lub cev kub dua ntawm nws tus kheej? tebTus cwj pwm no yog qhov tshwm sim ntawm txoj cai thib ob ntawm thermodynamics. Yog tias cua sov ntws los ntawm lub cev txias dua mus rau lub cev kub dua yam tsis tau npaj tseg, nws yuav ua rau kom txo qis tag nrho cov entropy ntawm lub cev, uas cov txheej txheem ntuj tsim tsis nyiam.
- Qhov txawv ntawm ib qho system cais, kaw, thiab qhib hauv thermodynamics yog dab tsi? tebIb lub kaw lus uas nyob ib leeg tsis pauv lub zog lossis cov khoom nrog nws ib puag ncig. Ib lub kaw lus kaw tuaj yeem pauv lub zog tab sis nws tsis muaj teeb meem nrog nws ib puag ncig. Ib lub kaw lus qhib tuaj yeem pauv ob qho tib si lub zog thiab cov khoom nrog nws ib puag ncig.
- Lub tswv yim ntawm "ua haujlwm" hauv thermodynamics txawv li cas ntawm kev siv txhua hnub ntawm lo lus? tebHauv thermodynamics, "kev ua haujlwm" txhais tau hais tias yog cov txheej txheem ntawm kev hloov pauv lub zog uas cov zog siv rau ib yam khoom txav nws mus rau hauv ib qho kev taw qhia sib luag nrog lub zog. Piv txwv li, thaum cov roj nthuav dav tawm tsam lub piston, nws ua haujlwm rau lub piston. Qhov no yog ib qho kev txhais tshwj xeeb dua piv rau kev siv txhua hnub ntawm "kev ua haujlwm," uas tej zaum yuav txhais tau tias txhua yam haujlwm lossis kev ua ub no.
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Lub voj voog Carnot yog dab tsi, thiab vim li cas nws thiaj li tseem ceeb hauv thermodynamics? Lus teb : Lub voj voog Carnot yog lub voj voog thermodynamic zoo tagnrho uas muab qhov txwv siab tshaj plaws ntawm kev ua haujlwm uas txhua lub cav thermodynamic classical tuaj yeem ua tiav thaum lub sijhawm hloov pauv cua sov mus ua haujlwm (lossis vice versa). Nws tseem ceeb vim tias nws teeb tsa qhov txwv kev ua haujlwm tseem ceeb raws li qhov kub ntawm cov chaw khaws cua sov uas lub cav ua haujlwm.
