Tèmodinamik - pwoblèm ak solisyon
1. Baze sou graf PV ki anba a, ki rapò ant travay gaz la fè nan pwosesis I a ak travay gaz la fè nan pwosesis II a?
Li te ye:
Pwosesis 1:
Presyon (P) = 20 N/ m²
Volim inisyal (V 1 ) = 10 lit = 10 dm 3 = 10 x 10 -3 m 3
Volim final (V2 ) = 40 lit = 40 dm3 = 40 x 10-3 m3
Pwosesis 2:
Pwosesis (P) = 15 N/ m2
Volim inisyal (V 1 ) = 20 lit = 20 dm 3 = 20 x 10 -3 m 3
Volim final (V2 ) = 60 lit = 60 dm3 = 60 x 10-3 m3
Rechèch: Rapò travay gaz la fè a
Solisyon:
Travay gaz la fè nan pwosesis I a:
W = P ΔV = P (V2 –V1 ) = (20)(40-10)(10-3 m3 ) = (20)(30)(10-3 m3 ) = (600)( 10-3 m3 ) = 0.6 m3
Travay gaz la fè nan pwosesis II a:
W = P ΔV = P (V2 –V1 ) = (15)(60-20)(10-3 m3 ) = (15)(40)(10-3 m3 ) = (600)( 10-3 m3 ) = 0.6 m3
Rapò travay gaz la fè nan pwosesis I a ak nan pwosesis II a:
0.6 mèt 3 : 0.6 mèt 3
1: 1
2.
Baze sou graf ki anba a, ki travay gaz elyòm lan fè nan pwosesis AB a?
Li te ye:
Presyon (P) = 2 x 10 5 N/m 2 = 2 x 10 5 Pascal
Volim inisyal (V1 ) = 5 cm3 = 5 x 10-6 m3
Volim final (V2 ) = 15 cm3 = 15 x 10-6 m3
Travay ki nesesè: Travay gaz la fè nan pwosesis AB a
Solisyon:
W = ∆P ∆V
W = P ( V2 – V1 )
W = (2 x 10⁵ ) (5 x 10⁻³ – 5 x 10⁻³ )
W = (2 x 10⁵ ) (10 x 10⁵ ) = (2 x 10⁵ )(1 x 10⁵ )
W = 2 Joule
3.
Baze sou graf ki anba a, ki travay ki fèt nan pwosesis AB a?
Li te ye:
Presyon inisyal (P1 ) = 4 Pa = 4 N/ m2
Presyon final (P2 ) = 6 Pa = 6 N/ m2
Volim inisyal (V1 ) = 2 m3
Volim final (V2 ) = 4 m3
Travay ki fèt , mwen trete ab
Solisyon:
Travay gaz la fè = sifas anba koub ab
W = sifas triyang lan + sifas rektang lan
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
4. Baze sou graf ki anba a, ki travay ki fèt nan pwosesis ABCA a?
Solisyon:
Travay (W) = Sifas triyang ABC a
W = ½ (20-10)(6 x 10⁵ – 2 x 10⁵ )
W = ½ (10)(4 x 105 )
W = (5)(4 x 105 )
W = 20 x 105
W = 2 x 10⁶ Joule
5. Yon motè absòbe 2000 Joul chalè nan yon tanperati ki wo epi li degaje 1200 Joul chalè nan yon tanperati ki ba. Ki efikasite motè a?
Li te ye:
Chalè antre (Q H ) = 2000 Joules
Pwodiksyon chalè (Q L ) = 1200 Joules
Travay motè a fè (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules
Efikasite recherché (e)
Solisyon:
e = W / Q H
e = 800/2000
e = 0.4 x 100%
e = 40%
6. Yon motè absòbe chalè nan 960 Kelvin epi motè a degaje chalè nan 576 Kelvin. Ki efikasite motè a?
Li te ye:
Tanperati ki wo (T H ) = 960 K
Tanperati ki ba (T L ) = 576 K
Rechèch: efikasite (e)
Solisyon:
Efikasite motè Carnot = 0.4 x 100% = 40%
7. Baze sou graf ki anba a, travay motè a fè a se 6000 Joul. Ki chalè motè a degaje nan chak sèk?
Li te ye:
Travay (W) = 6000 Joule
Tanperati ki wo (T H ) = 800 Kelvin
Tanperati ki ba (T L ) = 300 Kelvin
Rechèch: chalè motè a degaje
Solisyon :
Efikasite Carnot (ideyal):
Chalè motè Carnot la absòbe:
W = e Q 1
6000 = (0.625) Q1
Q1 = 6000 / 0.625
Q1 = 9600
Chalè ki degaje pa motè Carnot la:
Q2 = Q1 – W
Q2 = 9600 – 6000
Q2 = 3600 Joule
8. Efikasite yon motè Carnot se 40%. Si chalè absòbe nan 727°C, ki tanperati ki ba a?
Li te ye:
Efikasite (e) = 40% = 40/100 = 0.4
Tanperati ki wo (T H ) = 727 ° C + 273 °C = 1000 K
Rechèch: Tanperati ki ba
Solisyon:
T L = 600 Kelvin – 273 = 327 ° C
9. Baze sou graf ki anba a, si motè a absòbe 800 J chalè, ki travay motè a fè?
Li te ye:
Tanperati ki wo (T H ) = 600 Kelvin
Tanperati ki ba (T L ) = 250 Kelvin
Chalè antre (Q 1 ) = 800 Joules
Rechèch: Travay (W)
Solisyon:
Efikasite motè Carnot la:
Motè a te fè travay sa a:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 Joul)
W = 466.7 Joule
10. Tanperati ki pi wo nan yon motè Carnot se 600 K. Si motè a absòbe 600 J chalè epi tanperati ki pi ba a se 400 K, ki travay motè a fè?
Li te ye:
Tanperati ki ba (T L ) = 400 K
Tanperati ki wo (T H ) = 600 K
Chalè antre (Q 1 ) = 600 Joules
Rechèch: Travay la te fèt pa motè Carnot (W)
Solisyon:
Efikasite motè Carnot la:
Motè Carnot la te fè travay sa a:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 Joule
- Ki sa ki prensipal konsantre termodinamik la? ReponnTèmodinamik konsantre sou etid enèji, transfòmasyon li yo, ak relasyon li ak matyè, espesyalman nan sistèm ki an ekilib.
- Ki rapò lalwa zewo tèmodinamik la genyen ak tanperati? ReponnLwa zewo a deklare ke si de sistèm yo chak an ekilib tèmik ak yon twazyèm sistèm, alò yo an ekilib tèmik youn ak lòt. Sa vle di egzistans yon pwopriyete yo rele tanperati, ki se menm bagay la pou tout sistèm ki an ekilib tèmik.
- Kisa premye lwa tèmodinamik la dekri? ReponnPremye lwa a, ke yo rele tou lwa konsèvasyon enèji a, deklare ke enèji pa ka kreye oswa detwi, sèlman konvèti soti nan yon fòm nan yon lòt. Nan yon sistèm fèmen, chanjman nan enèji entèn egal a chalè ki ajoute nan sistèm nan mwens travay sistèm nan fè sou anviwònman li.
- Poukisa dezyèm lwa tèmodinamik la enpòtan pou konprann direksyon pwosesis natirèl yo? ReponnDezyèm lwa a deklare ke entropi (oswa dezòd) yon sistèm izole toujou ogmante oswa rete konstan. Sa dikte ke enèji dispèse espontaneman si li pa anpeche fè sa, bay yon direksyon pou pwosesis natirèl yo epi esansyèlman eksplike poukisa sèten pwosesis rive espontaneman pandan ke lòt pa fè sa.
- Kisa entropi ye, e ki rapò li genyen ak dezòd nan yon sistèm? ReponnEntropi se yon mezi kantite enèji nan yon sistèm ki pa disponib pou fè travay. Li souvan dekri tou kòm yon mezi dezòd oswa o aza sistèm nan. An jeneral, yon entropi ki pi wo koresponn ak yon pi gwo dezòd oswa o aza.
- Kijan twazyèm lwa tèmodinamik la dekri entropi yon kristal pafè nan zewo absoli? ReponnTwazyèm lwa a deklare ke entropi yon kristal pafè se egzakteman zewo nan tanperati zewo absoli (0 Kelvin). Sa vle di ke nan tanperati sa a, sistèm nan gen yon lòd pafè.
- Poukisa chalè pa ka pase poukont li soti nan yon kò ki pi frèt pou ale nan yon kò ki pi cho? ReponnKonpòtman sa a se yon konsekans dezyèm lwa tèmodinamik la. Si chalè ta koule soti nan yon kò ki pi frèt pou ale nan yon kò ki pi cho espontaneman, sa ta mennen nan yon diminisyon nan entropi jeneral sistèm nan, ki pa favorize pa pwosesis natirèl yo.
- Ki diferans ki genyen ant yon sistèm izole, yon sistèm fèmen, ak yon sistèm ouvè nan tèmodinamik? ReponnYon sistèm izole pa echanje enèji oswa matyè ak anviwònman li. Yon sistèm fèmen ka echanje enèji men li pa gen matyè ak anviwònman li. Yon sistèm ouvè ka echanje tou de enèji ak matyè ak anviwònman li.
- Ki diferans ki genyen ant konsèp "travay" nan tèmodinamik ak itilizasyon tèm nan chak jou? ReponnNan tèmodinamik, "travay" refere a pwosesis transfè enèji kote fòs ki aplike sou yon objè deplase li nan yon direksyon paralèl ak fòs la. Pa egzanp, lè yon gaz elaji kont yon piston, li fè travay sou piston an. Sa a se yon definisyon ki pi espesifik konpare ak itilizasyon chak jou "travay," ki ta ka tou senpleman vle di nenpòt travay oswa aktivite.
-
Ki sa yon sik Carnot ye, e poukisa li enpòtan nan tèmodinamik? Repons : Sik Carnot la se yon sik tèmodinamik idealize ki bay yon limit siperyè sou efikasite nenpòt motè tèmodinamik klasik ka reyalize pandan konvèsyon chalè an travay (oswa vis vèsa). Li enpòtan paske li fikse yon limit efikasite fondamantal ki baze sou tanperati rezèvwa chalè ant kote yon motè opere.
