თერმოდინამიკის პირველი კანონის იზოთერმული პროცესებისთვის (მუდმივი ტემპერატურა) გამოყენების 5 მაგალითი
1. ქვემოთ მოცემულ გრაფიკზე გამოსახულია იდეალური აირი, რომელიც გადის იზოთერმული პროცესი (მიდგომა). AB პროცესში აირის მიერ შესრულებული სამუშაოა…
დისკუსია
შესრულებული სამუშაო = მრუდის ქვეშ არსებული ფართობი AB = სამკუთხედის ფართობი + მართკუთხედის ფართობი
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 ჯუელ
AB პროცესში აირის მიერ შესრულებული სამუშაოა = 12 x 105 ჯუელ
2. იდეალური აირის მიერ ABC პროცესში შესრულებული მუშაობაა…
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
წნევა 1 (P1) = 10 x 105 N / მ2
წნევა 1 (P1) = 5 x 105 N / მ2
ტომი 1 (V1) = 10 ლიტრი = 10 დმ3 = 10 x 10-3 m3
ტომი 2 (V2) = 30 ლიტრი = 30 დმ3 = 30 x 10-3 m3
იკითხა : გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო ABC პროცესში
ჯავაბი :
BC პროცესში მოცულობა მუდმივი რჩება, ამიტომ აირი არ ასრულებს მუშაობას. აირი ასრულებს მუშაობას მხოლოდ AB პროცესში, რადგან მოცულობა იცვლება. შესაბამისად, ABC პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობა = AB პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობა.
აირის მიერ შესრულებული სამუშაო = მრუდის AB ქვეშ არსებული ფართობი = სამკუთხედის ფართობი + მართკუთხედის ფართობი.
W = [½(10×105–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
W = 150 x 105 ჯუელ
W = 1,5 x 107 ჯუელ
3. აირი იზოთერმულ პროცესს გადის. სითბოს რაოდენობა, რომელიც უნდა შეიწოვოს აირმა 5000 ჯოულის მუშაობის შესასრულებლად, არის…
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
სამუშაო (W) = 5000 ჯოული
იკითხა შთანთქმული სითბო (Q)
ჯავაბი :
ამ კითხვაში ნახსენები იზოთერმული პროცესი თერმოდინამიკური პროცესია, რომლის დროსაც ტემპერატურა მუდმივი რჩება. ტემპერატურასა (T) და გაზის შინაგანი ენერგიის ცვლილებას შორის დამოკიდებულება გამოისახება შემდეგი განტოლებით:
თუ ტემპერატურა მუდმივია, მაშინ ტემპერატურის ცვლილება ნულის ტოლია. ტემპერატურის ცვლილება ნულის ტოლია, შესაბამისად, შინაგანი ენერგიის ცვლილება ნულის ტოლია. თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენებით შემდეგ შედეგებს ვიღებთ.
თერმოდინამიკის პირველი კანონი :
თუ შინაგანი ენერგიის ცვლილება (U) ნულის ტოლია, მაშინ აირის მიერ შთანთქმული სითბო (Q) ტოლია აირის მიერ შესრულებული მუშაობისა (W). როდესაც აირი შთანთქავს სითბოს, ის იღებს დამატებით ენერგიას და ამ დამატებით ენერგიას აირი იყენებს სამუშაოს შესასრულებლად.
ამგვარად, აირის მიერ შთანთქმული სითბო = აირის მიერ შესრულებული მუშაობა = 5000 ჯოული.
4. იზოთერმული პროცესის მიმდინარე გაზის წნევის (P) მოცულობის (V) მიმართების გრაფიკი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ნახაზზე. AB პროცესში გაზის მიერ შთანთქმული სითბოს რაოდენობაა…
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
წნევა 1 (P1) = 5 ატმ = 5 x 105 Pa
წნევა 2 (P2) = 10 ატმ = 10 x 105 Pa
ტომი 1 (V1) = 2 მ3
ტომი 2 (V2) = 6 მ3
იკითხა : სითბო (Q) შეიწოვება გაზის მიერ AB პროცესში
ჯავაბი :
იზოთერმული = მუდმივი ტემპერატურა. თუ ტემპერატურა მუდმივი რჩება, ტემპერატურის ცვლილება ნულის ტოლია. თუ ტემპერატურის ცვლილება ნულის ტოლია, შინაგანი ენერგიის ცვლილება ნულის ტოლია. ტემპერატურის ცვლილებასა და აირში შინაგანი ენერგიის ცვლილებას შორის დამოკიდებულება გამოისახება შემდეგი განტოლებით:
თუ თერმოდინამიკის პირველ კანონს გამოვიყენებთ, შემდეგი შედეგები მიიღება:
თუ ტემპერატურის ცვლილება ნულის ტოლია, მაშინ აირის მიერ შთანთქმული სითბო ტოლია აირის მიერ შესრულებული მუშაობისა. AB პროცესში აირის მიერ შთანთქმული სითბოს საპოვნელად, ზემოთ მოცემული გრაფიკის მიხედვით ვიანგარიშებთ აირის მიერ შესრულებულ მუშაობას.
აირის მიერ შესრულებული სამუშაო = მრუდის AB ქვეშ არსებული ფართობი = სამკუთხედის ფართობი + მართკუთხედის ფართობი.
W = ½ (P2 - პ1)(V2 - ვ1) + პ1(V2 - ვ1)
W = ½ (10 x 105 - 5 x 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
W = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105) (4)
W = ½ (20 x 105) + (20 x 105)
W = (10 x 105) + (20 x 105)
W = 30 x 105 ჯუელ
W = 30 ატმ
AB პროცესში აირის მიერ შთანთქმული სითბო (Q) = AB პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობა = 30 x 105 ჯოული = 30 ატმოსფერო.
5. თერმოდინამიკაში იდეალური აირი იზოთერმულ პროცესს განიცდის, თუ...
ა. აირის მდგომარეობის ცვლილებისას, ტემპერატურა ყოველთვის მუდმივი რჩება
ბ. ყველა მოლეკულა სხვადასხვა სიჩქარით მოძრაობს
გ. ყველა აირისებრი მდგომარეობა ყოველთვის ცვლის ტემპერატურას
დ. სუჰუ რაც უფრო მაღალია მოლეკულური სიჩქარე
E. გაზის წნევა და მოცულობა არ იცვლება
დისკუსია
იზოთერმული ან იზოთერმული ნიშნავს მუდმივ ტემპერატურას.
სწორი პასუხია A.
