Dæmi um beitingu fyrsta lögmáls varmafræðinnar á ísókórískt ferli (fast rúmmál)

3 Dæmi um spurningar um beitingu fyrsta lögmáls varmafræðinnar í ísókórískum ferlum (fast rúmmál)

1. Graf sem sýnir þrýsting (P) á móti rúmmáli (V) gass sem gengst undir ísókórískt ferli. Vinna sem gasið vinnur í ferli AB er…

Umræða
Ferli AB = ísókórískt ferli (fast rúmmál). Við ísókórt rúmmál breytist rúmmál gassins (og rúmmál rýmisins) ekki þannig að gasið vinnur enga vinnu.

2. Þrjú mól af einstofna gasi við hitastigið 47^oC og þrýstingur 2 x 10⁵ Pascal gengst undir ísókórískt ferli þar til þrýstingurinn eykst í 3 x 10⁵ Pascal. Breytingin á innri orku gassins er… Alhliða gasstuðullinn (R) = 8,315 J/mól.K
Umræða
Það er vitað :
Upphafshitastig (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K
Upphafsþrýstingur (P₁) = 2 x 10⁵ Pa
Lokaþrýstingur (P₂) = 3 x 10⁵ Pa
Alhliða gasstuðull (R) = 8,315 J/mól.K
Fjöldi móla (n) = 3
Spurði Orkubreytingar í gasi
Jawab :
Í ísókórískum ferli helst rúmmálið stöðugt þannig að gasið vinnur enga vinnu (W = 0).
Fyrsta lögmál varmafræðinnar :
Byggt á útleiðslu þessarar formúlu er ályktað að í ísókórísku ferli veldur varminn sem bætt er við kerfið (Q) því að innri orka kerfisins (U) eykst. Aftur á móti veldur varminn sem kerfið losar því að innri orka kerfisins minnkar. Hversu mikil er breytingin á innri orku gassins? Breytingin á innri orku gassins er reiknuð með innri orkuformúlunni hér að neðan.
Orka í gasi :
Til að reikna út breytinguna á innri orku verður lokahitastigið (T) að vera þekkt.₂Reiknaðu T₂ með því að nota formúlu Gay-Lussac-lögmálsins.
Lögmál Gay-Lussacs (ísókórískt/fast rúmmál) :
Reiknaðu orkubreytinguna í gasinu:
Breytingin á innri orku gassins er 5986,8 joule.

3. Samtals 0,2 mól af einstofna gasi við hitastigið 27°C^oC er í lokuðu íláti. Hitinn sem þarf að taka upp til að hækka hitastig gassins í 400 K er… Alhliða gasstuðullinn (R) = 8,315 J/mól.K
Umræða
Það er vitað :
Fjöldi móla (n) = 0,2 mól
Upphafshitastig (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K
Lokahitastig (T₂) = 400 K
Alhliða gasstuðull (R) = 8,315 J/mól.K
Spurði : Hiti frásogaður (Q)
Jawab :
Í ísókórískum ferli helst rúmmálið stöðugt þannig að gasið vinnur enga vinnu (W = 0).
Fyrsta lögmál varmafræðinnar :
Varmaupptaka (Q) = aukning á innri orku gassins (U). Breytingin á innri orku gassins er reiknuð með formúlunni fyrir innri orku hér að neðan.
Orka í gasi :
Varmi sem gas tekur upp = breyting á innri orku = 249,45 joule.