6 Példák a termodinamika első főtételének izobár folyamatokra (állandó nyomás) való alkalmazásával kapcsolatos kérdésekre
1. Izobár folyamaton áteső gáz nyomás (P) – térfogat (V) grafikonja. Az AB folyamatban a gáz által végzett munka…
Vita
Ismert :
Nyomás (P) = 5 x 105 N / m2
Kezdeti térfogat (V1) = 2 m3
Végső térfogat (V2) = 6 m3
Kérdezte : az AB folyamatban elvégzett munka
Jawab :
W = P (V2 - V1)
W = (5 × 105)(6 – 2) = (5 × 105) (4)
Szélesség = 20 x 105 = 2 x 106 Joule
2. Az AB és CD folyamatokban a gáz által végzett munka különbsége…
Vita
Ismert :
Izobár folyamat AB :
Nyomás (P) = 6 atm = 6 x 105 N / m2
Kezdeti térfogat (V1) = 1 liter = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3
Végső térfogat (V2) = 3 liter = 3 dm3 = 3 x 10-3 m3
CD izobár folyamat :
Nyomás (P) = 4 atm = 4 x 105 N / m2
Kezdeti térfogat (V1) = 2 liter = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3
Végső térfogat (V2) = 5 liter = 5 dm3 = 5 x 10-3 m3
Kérdezte A gáz által végzett munka különbsége az AB és CD folyamatokban
Jawab :
A gáz által az AB folyamatban végzett munka:
W = P (V2 - V1)
W = (6 × 105)(3 x 10-3 - 1 x 10-3)
W = (6 × 105)(2 x 10-3)
Szélesség = 12 x 102 = 1200 joule
A gáz által végzett munka a CD folyamatban:
W = P (V2 - V1)
W = (4 × 105)(5 x 10-3 - 2 x 10-3)
W = (4 × 105)(3 x 10-3)
Szélesség = 12 x 102 = 1200 joule
Az AB és CD folyamatokban a gáz által végzett munka különbsége 1200 – 1200 = 0.
3. A gáz által az ABC folyamatban végzett munka…
Vita
Ismert :
1. nyomás (P1) = 6 x 105 Pascal = 6 × 105 N / m2
2. nyomás (P2) = 3 x 105 Pascal = 3 × 105 N / m2
1. kötet (V1) = 2 cm3 = 2 x 10-6 m3
2. kötet (V2) = 6 cm3 = 6 x 10-6 m3
Kérdezte Az ABC folyamat során tett erőfeszítések.
Jawab :
Az AB folyamatban a térfogat állandó, így a gáz nem végez munkát. A gáz csak a BC folyamatban végez munkát. Tehát az ABC folyamatban végzett munka = a BC folyamatban végzett munka.
W = P2 (V2 - V1)
W = (3 × 105)(6 x 10-6 - 2 x 10-6)
W = (3 × 105)(4 x 10-6)
Szélesség = 12 x 10-1
W = 1,2 joule
Az ABC folyamatban végzett munka = 1,2 joule.
4. A termodinamikai folyamatokkal kapcsolatos helyes állítás a következő…
A. Az izobárikus nyomás állandó nyomáson történő gázcsere folyamata.
B. Az izobárikus gázcsere folyamata állandó hőmérsékleten.
C. Az izochor egy olyan folyamat, amely állandó nyomáson gázcserét végez.
A D. izoterma a gáz állandó térfogatú változásának folyamata.
E. Az izochor egy olyan folyamat, amely állandó hőmérsékleten gázcserét végez.
Vita
Izobár = állandó nyomás
Izochor = állandó térfogat
Izoterm = állandó hőmérséklet
A helyes válasz az A.
5. Az I. és II. folyamatban tett erőfeszítések összehasonlítása az alábbi grafikon alapján...
A. 4:3
B. 3:4
C. 2:3
1. számú eredmény: 2
1. kép: 3
Megbeszélés:
Ismert :
I. eljárás: P = 15 N/m2, V1 = 15 m3, V2 = 35 m3
II. folyamat: P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45 m3
Kérdezte :
Az I. és II. folyamat ráfordításának (W) összehasonlítása?
Jawab :
A helyes válasz a B.
6. A termodinamikai folyamaton átesett héliumgáz PV-diagramja az alábbi ábrán látható! A héliumgáz által az ABC folyamatban végzett munka…
A. 400 kJ
B. 500 kJ
Kb. 600 kJ
D. 800 kJ
E. 1000 kJ
Megbeszélés:
Ismert :
P1 = 2 x 105 N / m2
P2 = 1 x 105 N / m2
V1 = 5 m3
V2 = 15 m3
Kérdezte :
Munka (W) az ABC folyamatban?
Jawab :
Csak akkor végeznek munkát, ha a gáz térfogata növekszik. Az AB folyamatban a gáz térfogata állandó marad, így a héliumgáz nem végez munkát. A BC folyamatban a gáz térfogata növekszik, így a héliumgáz végez munkát.
