ವಿವಿಧ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ (ಐಸೊಬಾರಿಕ್, ಐಸೊಥರ್ಮಲ್, ಐಸೊಕೋರಿಕ್) ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮದ ಅನ್ವಯದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳು.

11 ವಿವಿಧ ಥರ್ಮೋಡೈನಮಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ (ಐಸೊಬಾರಿಕ್, ಐಸೊಥರ್ಮಲ್, ಐಸೊಕೋರಿಕ್) ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್‌ನ ಮೊದಲ ನಿಯಮದ ಅನ್ವಯದ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳ ಉದಾಹರಣೆಗಳು.

1. ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್ ಅನಿಲವು ಅನುಭವಿಸುವ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಚಕ್ರವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ABCD ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ...

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಒತ್ತಡ 1 (ಪಿ₁) = 2 x 10⁵ Pa
ಒತ್ತಡ 2 (ಪಿ₂) = 4 x 10⁵ Pa
ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ₁) = 1 ಮೀ³
ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ₂) = 3 ಮೀ³
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ABCD ಚಕ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ
ಜವಾಬ್ :
ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ಆಯತದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ABCD.
ಪ = (ಪ₂ - ಪ₁)(ವಿ₂ - ವಿ₁)
W = (4 x 10⁵ – 2 x 10⁵)(3 – 1)
W = (2 x 10⁵)(2)
ಪ = 4 x 10⁵ ಜೌಲ್
ABCD ಚಕ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ 4 x 10⁵ ಜೌಲ್.

2. ABC ಚಕ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ...

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಒತ್ತಡ 1 (ಪಿ₁) = 3 x 10⁵ Pa
ಒತ್ತಡ 2 (ಪಿ₂) = 6 x 10⁵ Pa
ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ₁) = 20 ಸೆಂ.ಮೀ.³ = 20 X 10^-6 m³
ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ₂) = 60 ಸೆಂ.ಮೀ.³ = 60 X 10^-6 m³
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ABC ಚಕ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಲಾಗುವ ಕೆಲಸ
ಜವಾಬ್ :
ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ತ್ರಿಕೋನದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ABCD.
ಪ = ½ (ಪ₂ - ಪ₁)(ವಿ₂ - ವಿ₁)
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 ಜೌಲ್)
W = ½ (12 ಜೌಲ್‌ಗಳು)
W = 6 ಜೌಲ್
ABC ಚಕ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ 6 ಜೂಲ್‌ಗಳು.

3. ಮುಚ್ಚಿದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ (P) ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣ (V) ನಡುವಿನ ಗ್ರಾಫ್. ಅನಿಲವು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಗ್ರಾಫ್‌ನ ಭಾಗವೆಂದರೆ...

ಚರ್ಚೆ
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ AB ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ DC ಗಳು ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ AD ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ BC ಗಳು ಐಸೊಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು.
ಅನಿಲವು ವಿಸ್ತರಿಸಿ ಅನಿಲ ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡ ಜಾಗದ ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ಅನಿಲವು ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ (DC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ). ಅನಿಲವು ಸಂಕುಚಿತಗೊಂಡು ಅನಿಲ ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡ ಜಾಗದ ಪರಿಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಅನಿಲದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ (BC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ).

4. ಎಲ್ಲಾ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲಗಳು ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ...

ಎ. ಎಲ್ಲಾ ಅಣುಗಳು ಒಂದೇ ವೇಗವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ
ಬಿ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಅಣುಗಳ ಸರಾಸರಿ ವೇಗ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ
C. ಅನಿಲ ಒತ್ತಡ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ
D. ಅನಿಲ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ
E. ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿಲ್ಲ.

ಚರ್ಚೆ
ಐಸೊಕೊರಿಕ್ = ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಬಿ.

5. ಕೆಳಗಿನ PV ಗ್ರಾಫ್‌ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಸ್ಥಿತಿ 1 ರಿಂದ ಸ್ಥಿತಿ 2 ಕ್ಕೆ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ಕೆಲಸವೆಂದರೆ...

ಎ. -180 ಜೆ

ಬಿ. -90 ಜೆ

ಸಿ. -30 ಜೆ

ಡಿ. 30 ಜೆ

ಇ. 90 ಜೆ

ಚರ್ಚೆ

1 ಲೀಟರ್ = 0,001 ಮೀ ³

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :

ಒತ್ತಡ 1 (P ₁ ) = 10 kPa = 10.000 Pa = 10.000 N/m ²

ಒತ್ತಡ 2 (P ₂ ) = 20 kPa = 20.000 Pa = 20.000 N/m ²

ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ ₁ ) = 4 ಲೀಟರ್ = 4 (0,001 ಮೀ ³ ) = 0,004 ಮೀ ³

ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ ₂ ) = 10 ಲೀಟರ್ = 10 (0,001 ಮೀ ³ ) = 0,010 ಮೀ ³

ಬೇಕಾಗಿರುವುದು : ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ಕೆಲಸ (ಪಶ್ಚಿಮ)

ಉತ್ತರ :

W = P (V ₂ – V ₁ ) + 1/2 (P ₂ – P ₁ )(V ₂ – V ₁ )

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)

ಪ = 60 + 1/2 (60)

ಪ = 60 + 30

W = 90 ಜೌಲ್

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ E.

6. ಬದಿಯಲ್ಲಿರುವ PV ರೇಖಾಚಿತ್ರವನ್ನು ನೋಡಿ!

ಒಂದು ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಕೆಲಸವು...

ಎ. 100 ಕೆಜೆ

ಬಿ. 200 ಕೆಜೆ

ಸಿ. 300 ಕೆಜೆ

ಡಿ. 400 ಕೆಜೆ

ಇ. 600 ಕೆಜೆ

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :

ಒತ್ತಡ 1 (P ₁ ) = 1 x 10 ⁵ Pa = 1 x 10 ⁵ N/m ²

ಒತ್ತಡ 2 (P ₂ ) = 3 x 10 ⁵ Pa = 3 x 10 ⁵ N/m ²

ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ ₁ ) = 2 ಮೀ ³

ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ ₂ ) = 4 ಮೀ ³

ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ಕೆಲಸ (W) ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಉತ್ತರ :

ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ಚತುರ್ಭುಜದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ abcd.

W = (ಪಿ ₂ – ಪಿ ₁ )(ವಿ ₂ – ವಿ ₁ )

W = (3 x 10 ⁵ – 1 x 10 ⁵ )(4 – 2)

ಪ = (2 x 10 ⁵ )(2)

W = 4 x ¹⁰⁵ ಜೌಲ್‌ಗಳು

W = 400.000 ಜೌಲ್

W = 400 ಕಿಲೋ ಜೌಲ್

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.

7. ಬಲಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ PV ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವು ಒಂದು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವೆಂದರೆ...

ಎ. 35 ಜೆ

ಬಿ. 24 ಜೆ

ಸಿ. 15 ಜೆ

ಡಿ. 12 ಜೆ

ಇ. 6 ಜೆ

ಚರ್ಚೆ

ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :

ಒತ್ತಡ 1 (P ₁ ) = 1 N/m ²

ಒತ್ತಡ 2 (P ₂ ) = 7 N/m ²

ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ ₁ ) = 1 ಮೀ ³

ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ ₂ ) = 5 ಮೀ ³

ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಕೆಲಸ (ಪ) ಮುಗಿದಿದೆ.

ಉತ್ತರ :

ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ABC ತ್ರಿಕೋನದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ.

W = ½ (ಪಿ ₂ – ಪಿ ₁ )(ವಿ ₂ – ವಿ ₁ )

ಪ = ½ ( 7-1 ) ( 5-1 )

ಪ = ½ ( 6 ) ( 4 )

ಪ = ½ (24)

W = 12 ಜೌಲ್

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.

8. 350 K ನಲ್ಲಿ 0,02 mol ಏಕ ಪರಮಾಣು ಅನಿಲವು ಮುಚ್ಚಿದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿದೆ. ಅನಿಲದ ತಾಪಮಾನವನ್ನು 400 K ಗೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಎಷ್ಟು ಶಾಖ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ? ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿರಾಂಕ, R = 8,31 J mol^-1 K^-1.
ಎ. 10 ಜೌಲ್
ಬಿ. 12,5 ಜೌಲ್
ಸಿ. 14 ಜೌಲ್
ಡಿ. 15,5 ಜೌಲ್
ಇ. 17 ಜೂಲ್‌ಗಳು
ಚರ್ಚೆ :
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
n = 0,02 ಮೋಲ್
T₁ = 350 ಕೆ
T₂ = 400 ಕೆ
ಆರ್ = 8,31 ಜೆ/ಮೋಲ್ ಕೆ
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ಶಾಖ (ಪ್ರಶ್ನೆ) ?
ಜವಾಬ್ :
ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ), Q = ಡೆಲ್ಟಾ U
ವಿವರಣೆ: Q = ಶಾಖ, ಡೆಲ್ಟಾ U = ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ, U = ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ

9. 20 ಡಿಗ್ರಿ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಎರಡು ಮೋಲ್ ಏಕ ಪರಮಾಣು ಅನಿಲ ^oಸಿ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡ 2 × 10⁵ ಒತ್ತಡವು 4 × 10 ಆಗುವವರೆಗೆ Pa ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ.⁵ ಸಾರ್ವತ್ರಿಕ ಅನಿಲ ಸ್ಥಿರಾಂಕ = 8,31 J/mol K ಆಗಿದ್ದರೆ, ಅನಿಲದ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು...
ಎ. 7304 ಜೆ
ಬಿ. 6200 ಜೆ
ಸಿ. 2291 ಜೆ
ಡಿ. 2128 ಜೆ
ಇ. 1208 ಜೆ
ಚರ್ಚೆ :
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
n = 2 ಮೋಲ್
T₁ = 20 + 273 = 293 ಕೆ
P₁ = 2 X 10⁵ Pa
P₂ = 4 X 10⁵ Pa
ಆರ್ = 8,31 ಜೆ/ಮೋಲ್ ಕೆ
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ (ಡೆಲ್ಟಾ ಯು)?
ಜವಾಬ್ :
ಡೆಲ್ಟಾ U = 3/2 nR(T)₂-T₁)
ಕೌಂಟ್ ಟಿ₂ ಮೊದಲು ಗೇ-ಲುಸಾಕ್ ನಿಯಮ ಸೂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ)

10. ಅನಿಲವು ಬಾಹ್ಯ ಕೆಲಸವನ್ನು ಪಡೆಯುವ ಒತ್ತಡ (P) – ಪರಿಮಾಣ (V) ಗ್ರಾಫ್‌ನ ಭಾಗವು...
ಎ. ಎಬಿ
ಬಿ. ಸಿಡಿ
ಸಿ. ಕ್ರಿ.ಪೂ.
ಡಿ. ಡಿಎ
ಇ. ಎಸಿ

ಚರ್ಚೆ :
ಅನಿಲದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರೆ, ಅದರ ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ಬಾಹ್ಯ ಮೂಲದಿಂದ ಅನಿಲದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದರೆ, ಅದರ ಪರಿಮಾಣ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಮೇಲಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ಅನಿಲದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ CD ಆಗಿದೆ.
ಆದ್ದರಿಂದ ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಬಿ.

11. ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ಗಳು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುವ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ (P) ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣ (V) ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ.
 
ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯತ್ನವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಗ್ರಾಫ್ ಸಂಖ್ಯೆಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ ...
ಎ. (1)
ಬಿ. (2)
ಸಿ. (3)
ಡಿ. (4)
ಚರ್ಚೆ :
ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ವಿಸ್ತೀರ್ಣ. ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ದೊಡ್ಡದಿದ್ದಷ್ಟೂ, ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಅತಿದೊಡ್ಡ ಪ್ರದೇಶವನ್ನು ಗ್ರಾಫ್ 3 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.