ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಸಮತಾಪೀಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ (ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ) ಅನ್ವಯಿಸುವ 5 ಉದಾಹರಣೆಗಳು
1. ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವು ಯಾವ ಹಂತಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಮತಾಪಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸಮೀಪನೆ). AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ...
ಚರ್ಚೆ
ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ AB = ತ್ರಿಕೋನದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ + ಆಯತದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ
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)]
ಪ = [4 x 105] + [8 x 105]
ಪ = 12 x 105 ಜೌಲ್
AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟ ಕೆಲಸ = 12 x 105 ಜೌಲ್
2. ABC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ...
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಒತ್ತಡ 1 (ಪಿ1) = 10 x 105 ಎನ್ / ಮೀ2
ಒತ್ತಡ 1 (ಪಿ1) = 5 x 105 ಎನ್ / ಮೀ2
ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ1) = 10 ಲೀಟರ್ = 10 ಡಿಎಂ3 = 10 X 10-3 m3
ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ2) = 30 ಲೀಟರ್ = 30 ಡಿಎಂ3 = 30 x 10-3 m3
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ABC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ಕೆಲಸ
ಜವಾಬ್ :
BC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಪರಿಮಾಣವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅನಿಲವು ಯಾವುದೇ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ. ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ ಇರುವುದರಿಂದ ಅನಿಲವು AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ABC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ.
ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ AB = ತ್ರಿಕೋನದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ + ಆಯತದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ.
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]
ಪ = [50 x 105]+ [100 x 105]
ಪ = 150 x 105 ಜೌಲ್
ಪ = 1,5 x 107 ಜೌಲ್
3. ಒಂದು ಅನಿಲವು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲವು 5000 ಜೌಲ್‌ಗಳಷ್ಟು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು...
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಕೆಲಸ (ಪ) = 5000 ಜೌಲ್‌ಗಳು
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖ (Q)
ಜವಾಬ್ :
ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಯಲ್ಲಿ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾದ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ ತಾಪಮಾನವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ (T) ಮತ್ತು ಅನಿಲದ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:
ತಾಪಮಾನವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೆ, ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ, ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯು ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮ :
ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆ (U) ಶೂನ್ಯವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅನಿಲದಿಂದ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟ ಶಾಖ (Q) ಅನಿಲ (W) ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅನಿಲವು ಶಾಖವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಾಗ, ಅನಿಲವು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಈ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಅನಿಲವು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಬಳಸುತ್ತದೆ.
ಆದ್ದರಿಂದ ಅನಿಲವು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖ = ಅನಿಲವು ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = 5000 ಜೂಲ್‌ಗಳು.
4. ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುವ ಅನಿಲದ ಒತ್ತಡ (P) ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣ (V) ನಡುವಿನ ಗ್ರಾಫ್ ಅನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು...
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಒತ್ತಡ 1 (ಪಿ1) = 5 ಎಟಿಎಂ = 5 x 105 Pa
ಒತ್ತಡ 2 (ಪಿ2) = 10 ಎಟಿಎಂ = 10 x 105 Pa
ಸಂಪುಟ 1 (ವಿ1) = 2 ಮೀ3
ಸಂಪುಟ 2 (ವಿ2) = 6 ಮೀ3
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ : AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖ (Q)
ಜವಾಬ್ :
ಸಮತಾಪ = ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ. ತಾಪಮಾನವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೆ, ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ ಶೂನ್ಯವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆ ಶೂನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಅನಿಲದಲ್ಲಿನ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:
ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಈ ಕೆಳಗಿನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು:
ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಶೂನ್ಯವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅನಿಲ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖವು ಅನಿಲ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. AB ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು, ಮೇಲಿನ ಗ್ರಾಫ್ ಅನ್ನು ಆಧರಿಸಿ ಅನಿಲ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಾವು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕುತ್ತೇವೆ.
ಅನಿಲದಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ = ವಕ್ರರೇಖೆಯ ಅಡಿಯಲ್ಲಿರುವ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ AB = ತ್ರಿಕೋನದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ + ಆಯತದ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ.
ಪ = ½ (ಪ2 - ಪ1)(ವಿ2 - ವಿ1) + ಪಿ1(V2 - ವಿ1)
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)
ಪ = 30 x 105 ಜೌಲ್
ಪ = 30 ವಾತಾವರಣ
ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಶಾಖ (Q) AB = ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸ AB = 30 x 105 ಜೌಲ್ = 30 ವಾತಾವರಣ.
5. ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ, ಒಂದು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ, ಆಗ...
A. ಅನಿಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು, ತಾಪಮಾನ ಯಾವಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ.
ಬಿ. ಎಲ್ಲಾ ಅಣುಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ವೇಗಗಳಲ್ಲಿ ಚಲಿಸುತ್ತವೆ
C. ಎಲ್ಲಾ ಅನಿಲ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ.
ಡಿ. ಆನ್ ಸುಹು ಆಣ್ವಿಕ ವೇಗ ಹೆಚ್ಚಾದಷ್ಟೂ
E. ಅನಿಲ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ
ಚರ್ಚೆ
ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಅಥವಾ ಸಮತಾಪಕ ಎಂದರೆ ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಎ.
