თერმოდინამიკის პირველი კანონის სხვადასხვა თერმოდინამიკურ პროცესებზე (იზობარული, იზოთერმული, იზოქორიული) გამოყენების შესახებ კითხვების 11 მაგალითი
1. ქვემოთ მოცემული გრაფიკი ასახავს აირის მიერ განცდილ თერმოდინამიკურ ციკლს. ABCD პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობაა…
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
წნევა 1 (P1) = 2 x 105 Pa
წნევა 2 (P2) = 4 x 105 Pa
ტომი 1 (V1) = 1 მ3
ტომი 2 (V2) = 3 მ3
იკითხა : აირის მიერ შესრულებული სამუშაო ABCD ციკლის პროცესში
ჯავაბი :
აირის შესრულებული სამუშაო = ABCD მართკუთხედის ფართობი.
W = (P2 - პ1)(V2 - ვ1)
W = (4 x 105 - 2 x 105)(3 – 1)
W = (2 x 105) (2)
W = 4 x 105 ჯუელ
ABCD ციკლის პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობაა 4 x 105 ჯოული.
2. ABC ციკლის პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობაა…
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
წნევა 1 (P1) = 3 x 105 Pa
წნევა 2 (P2) = 6 x 105 Pa
ტომი 1 (V1) = 20 სმ3 = 20 x 10-6 m3
ტომი 2 (V2) = 60 სმ3 = 60 x 10-6 m3
იკითხა ABC ციკლის პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობა
ჯავაბი :
აირის შესრულებული სამუშაო = ABCD სამკუთხედის ფართობი.
W = ½ (P2 - პ1)(V2 - ვ1)
W = ½ (6 x 105 - 3 x 105)(60 x 10-6 - 20 x 10-6)
W = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
W = ½ (120 x 10-1 ჯოული)
W = ½ (12 ჯოული)
W = 6 ჯოული
ABC ციკლის პროცესში აირის მიერ შესრულებული მუშაობა 6 ჯოულია.
3. დახურულ სივრცეში გაზის წნევის (P) მოცულობის (V) მიმართების გრაფიკი. გრაფიკის ის ნაწილი, რომელიც ასახავს გარემოზე გაზის მუშაობის შესრულებას, არის…
დისკუსია
პროცესი AB და პროცესი DC იზობარული პროცესებია. პროცესი AD და პროცესი BC იზოქორიული პროცესებია.
აირი გარემოზე მუშაობას ასრულებს, თუ ის ფართოვდება ისე, რომ მის მიერ დაკავებული სივრცის მოცულობა იზრდება (DC პროცესი). გარემო აირზე მუშაობას ასრულებს, თუ აირი იკუმშება ისე, რომ მის მიერ დაკავებული სივრცის მოცულობა მცირდება (BC პროცესი).
4. ყველა იდეალური აირი განიცდის იზოქორიულ პროცესს, ამიტომ...
ა. ყველა მოლეკულას ერთნაირი სიჩქარე აქვს
ბ. მაღალ ტემპერატურაზე მოლეკულების საშუალო სიჩქარე უფრო დიდია
გ. გაზის წნევა მუდმივი რჩება
დ. გაზი შეასრულებს სამუშაოს
E.-ს არ აქვს შინაგანი ენერგია
დისკუსია
იზოქორიული = მუდმივი მოცულობა.
სწორი პასუხია B.
5. იდეალური აირის გარკვეული რაოდენობა თერმოდინამიკური პროცესის მეშვეობით იკუმშება 1 მდგომარეობიდან 2 მდგომარეობაში, როგორც ეს ნაჩვენებია შემდეგ PV გრაფიკზე. აირის მიერ შესრულებული სამუშაოა…
ა. -180 ჯ
ბ. -90 ჯ
C. -30 J
დ. 30 ჯ
E. 90 J
დისკუსია
1 ლიტრი = 0,001 მ 3
ცნობილია, რომ :
წნევა 1 (P1 ) = 10 კპა = 10.000 პა = 10.000 ნ/მ 2
წნევა 2 (P2 ) = 20 კპა = 20.000 პა = 20.000 ნ/მ 2
მოცულობა 1 (V 1 ) = 4 ლიტრი = 4 (0,001 მ 3 ) = 0,004 მ 3
მოცულობა 2 (V2 ) = 10 ლიტრი = 10 (0,001 მ 3 ) = 0,010 მ 3
კითხვა : აირის მიერ შესრულებული სამუშაო (W)
პასუხი:
W = P (V2 – V1 ) + 1/2 ( P2 – P1 )( V2 – V1 )
W = 10.000 ( 0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000)(0,010-0,004)
W = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000) (0,006)
W = 10 (6) + 1/2 (10) (6)
W = 60 + 1/2 (60)
W = 60 + 30
W = 90 ჯოული
სწორი პასუხია ე.
6. შეხედეთ გვერდზე მოცემულ PV დიაგრამას!
თერმოდინამიკური პროცესის ერთ ციკლში წარმოებული სამუშაოა…
ა. 100 კჯ
ბ. 200 კჯ
C. 300 კჯ
დ. 400 კჯ
E. 600 კჯ
დისკუსია
ცნობილია, რომ :
წნევა 1 (P1 ) = 1 x 105 Pa = 1 x 105 N /მ 2
წნევა 2 (P2 ) = 3 x 105 Pa = 3 x 105 N /მ 2
მოცულობა 1 (V1 ) = 2 მ 3
მოცულობა 2 (V2 ) = 4 მ 3
კითხვა : გენერირებული სამუშაო (W).
პასუხი :
შესრულებული სამუშაო = ოთხკუთხედის abcd ფართობი.
W = (P2 – P1 ) ( V2 – V1 )
W = (3 x 10 5 – 1 x 10 5 )(4 – 2)
W = (2 x 10 5 )(2)
W = 4 x 10 5 ჯოული
W = 400.000 ჯოული
W = 400 კილო ჯოული
სწორი პასუხია D.
7. იდეალური აირი გადის პროცესს, როგორც ეს ნაჩვენებია მარჯვნივ მოცემულ PV დიაგრამაზე. ამ პროცესში შესრულებული მუშაობაა…
ა. 35 ჯ
ბ. 24 ჯ.
დაახლოებით 15 ჯ
დ. 12 ჯ
E. 6 J
დისკუსია
ცნობილია, რომ :
წნევა 1 (P1 ) = 1 ნ/მ 2
წნევა 2 (P2 ) = 7 ნ/მ 2
მოცულობა 1 (V1 ) = 1 მ 3
მოცულობა 2 (V2 ) = 5 მ 3
კითხვა: სამუშაო (W) შესრულებულია.
პასუხი:
შესრულებული სამუშაო = სამკუთხედის ABC ფართობი.
W = ½ (P2 – P1 ) ( V2 – V1 )
მოგება = ½ ( 7-1 )( 5-1 )
W = ½ ( 6 )( 4 )
W = ½ (24)
W = 12 ჯოული
სწორი პასუხია D.
8. დახურულ კონტეინერში 350 K ტემპერატურაზე მონოატომური აირის 0,02 მოლი იმყოფება. რამდენი სითბოა საჭირო აირის ტემპერატურის 400 K-მდე ასაწევად? უნივერსალური აირის მუდმივა, R = 8,31 J მოლი-1 K-1.
ა. 10 ჯოული
ბ. 12,5 ჯოული
დაახლოებით 14 ჯოული
დ. 15,5 ჯოული
E. 17 ჯოული
დისკუსია:
დიკეტაჰუი :
n = 0,02 მოლი
T1 = 350 კ
T2 = 400 კ
R = 8,31 ჯ/მოლ K
იკითხა :
სითბო (Q)?
ჯავაბი :
იზოქორიულ პროცესში (მუდმივი მოცულობა), Q = დელტა U
აღწერა: Q = სითბო, დელტა U = შინაგანი ენერგიის ცვლილება, U = შინაგანი ენერგია
9. მონატომიური აირის ორი მოლი 20°C ტემპერატურაზე oC და წნევა 2 × 105 Pa განიცდის იზოქორიულ პროცესს მანამ, სანამ წნევა 4 × 10 არ გახდება.5 პა. თუ უნივერსალური გაზის მუდმივა = 8,31 ჯ/მოლ K, მაშინ გაზის შინაგანი ენერგიის ცვლილებაა…
ა. 7304 ჯ
ბ. 6200 ჯ.
დაახლოებით 2291 ჯ
დ. 2128 ჯ
E. 1208 J
დისკუსია:
დიკეტაჰუი :
n = 2 მოლი
T1 = 20 + 273 = 293 კ
P1 = 2 x 105 Pa
P2 = 4 x 105 Pa
R = 8,31 ჯ/მოლ K
იკითხა :
შინაგანი ენერგიის ცვლილება (დელტა U)?
ჯავაბი :
დელტა U = 3/2 nR(T2-T1)
გრაფი ტ2 პირველ რიგში გამოიყენეთ გეი-ლუსაკის კანონის ფორმულა (მუდმივი მოცულობა)
10. წნევა (P) – მოცულობა (V) გრაფიკის ის ნაწილი, რომელიც აჩვენებს გარე სამუშაოს მიმღებ გაზს, არის...
ა. AB
ბ. CD
ძვ. წ.
დ. დ.ა.
E. AC
დისკუსია :
თუ აირზე მუშაობა სრულდება, მისი მოცულობა იზრდება. პირიქით, თუ აირზე მუშაობა გარე წყაროდან სრულდება, მისი მოცულობა მცირდება. ზემოთ მოცემულ გრაფიკზე ნაჩვენები პროცესი, რომელიც ასახავს აირის მოცულობის შემცირებას, არის პროცესი CD.
ასე რომ, სწორი პასუხია B.
11. ქვემოთ მოცემულ გრაფიკებზე ნაჩვენებია პროცესის მიმდინარე გაზის წნევას (P) და მოცულობას (V) შორის დამოკიდებულება.
პროცესი, რომელიც ყველაზე დიდ ძალისხმევას გამოიმუშავებს, ნაჩვენებია გრაფიკში ნომერი ...
ა. (1)
ბ. (2)
გ. (3)
დ. (4)
დისკუსია :
შესრულებული სამუშაო = ფართობი. რაც უფრო დიდია ფართობი, მით უფრო დიდია შესრულებული სამუშაო. ყველაზე დიდი ფართობი ნაჩვენებია მე-3 გრაფიკზე.
სწორი პასუხია C.
