ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು: ಸಮತಾಪೀಯ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಸಮತಾಪೀಯ ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಸಮತಾಪೀಯ

ಲೇಖನ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು : ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಐಸೊಬಾರಿಕ್

ನಾಲ್ಕು ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿವೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ ಐಸೊಥರ್ಮಲ್, ಐಸೊಕೋರಿಕ್, ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಮತ್ತು ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು.

ಸಮತಾಪಿक ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ)

ಸಮತಾಪಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ವಿಶ್ಲೇಷಿಸಲಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಆದರ್ಶ ಅನಿಲವಾಗಿದೆ. ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ ತಾಪಮಾನವು ಆದರ್ಶ ಆಂತರಿಕ ಅನಿಲ ಶಕ್ತಿಗೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ (U = 3/2 n RT). T ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ U ಕೂಡ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸಮತಾಪಿತ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಉಷ್ಣಬಲ ಸಮೀಕರಣದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವು ಹೀಗಾಗುತ್ತದೆ:

Δ U = Q – W

ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ Δ U = 0.

0 = ಪ್ರಶ್ನೆ – ಪ

ಪ್ರಶ್ನೆ = ಪ

ಈ ಸಮೀಕರಣದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಸ್ಥಿರ ತಾಪಮಾನ), ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಶಾಖ (Q) ಅನ್ನು ಕೆಲಸ (W) ನಿರ್ವಹಿಸಲು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಬಳಸುತ್ತದೆ.

ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ನಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಮೊದಲ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣ = V₁ (ಸಣ್ಣ ಪರಿಮಾಣ) ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ = P₁ (ದೊಡ್ಡ ಒತ್ತಡ). ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಬೇಕಾದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ನಂತರ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವು V ಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.₂ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡವು P ಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ₂ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ ಇಳಿಕೆ). ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡವು ನಿಯಮಿತವಾಗಿ ಬದಲಾಗದ ಕಾರಣ ಗ್ರಾಫ್‌ನ ಆಕಾರವು ವಕ್ರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸದ ಪ್ರಮಾಣ = ನೆರಳಿನ ಪ್ರದೇಶ.

ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ

ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಯಾವುದೇ ಶಾಖವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಿಡುವುದಿಲ್ಲ (Q = 0). ಚೆನ್ನಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾದ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ಚೆನ್ನಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾದ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯೊಳಗೆ ಹರಿಯುವ ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಿಡುವ ಯಾವುದೇ ಶಾಖವಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿರದ ಮುಚ್ಚಿದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು.

ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಶಾಖವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಹರಿಯದಂತೆ ಅಥವಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಿಡದಂತೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಮಾಡಬೇಕು. ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಮೊದಲ ನಿಯಮ ಉಷ್ಣಬಲ ಸಮೀಕರಣವು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ:

Δ U = Q – W

ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒಳಗೆ ಅಥವಾ ಹೊರಗೆ ಯಾವುದೇ ಶಾಖವಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ Q = 0.

Δ ಯು = 0 – ಡಬ್ಲ್ಯೂ

Δ ಯು = -ಡಬ್ಲ್ಯೂ

ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಒತ್ತಿದರೆ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಕೆಲಸ ಮುಗಿದಿದೆ), ಕೆಲಸವು ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. W ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, U ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ). ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸಿದರೆ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ), ನಂತರ W ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. W ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, U ಋಣಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ). ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ (ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ) ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ (U = 3/2 n RT), ಆದ್ದರಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಅಡಿಯಾಬಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ನಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಈ ಗ್ರಾಫ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ವಕ್ರರೇಖೆ (ವಕ್ರರೇಖೆಗಳು 1-2) ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ವಕ್ರರೇಖೆಗಿಂತ (ವಕ್ರರೇಖೆಗಳು 1-3) ಕಡಿದಾಗಿದೆ. ಈ ಕಡಿದಾದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಅದೇ ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡವು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಿಂತ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡವು ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿಸ್ತರಣೆ ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನವೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನ ಕಡಿಮೆಯಾದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡವೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನವು ಯಾವಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ತಾಪಮಾನವು ಒತ್ತಡದ ಕುಸಿತದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ.

ಡೀಸೆಲ್ ಎಂಜಿನ್ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಸೋಲಿನ್ ಎಂಜಿನ್‌ನಂತಹ ಆಂತರಿಕ ದಹನಕಾರಿ ಎಂಜಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಒಂದು ಉದಾಹರಣೆ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಡೀಸೆಲ್ ಎಂಜಿನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಸಿಲಿಂಡರ್‌ಗೆ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಿಲಿಂಡರ್‌ನೊಳಗಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಪಿಸ್ಟನ್ ಬಳಸಿ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಒತ್ತಲಾಗುತ್ತದೆ (ಕೆಲಸವನ್ನು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ). ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಕಂಪ್ರೆಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು (ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಾಲ್ಯೂಮ್ ಕಡಿತ) ವಕ್ರರೇಖೆ 2-1 ರಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ. ತ್ವರಿತ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ, ತಾಪಮಾನವು ವೇಗವಾಗಿ ಏರುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಇಂಜೆಕ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಡೀಸೆಲ್ ಅನ್ನು ಸಿಲಿಂಡರ್‌ಗೆ ಸಿಂಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ತಕ್ಷಣವೇ ಪ್ರಚೋದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗ್ಯಾಸೋಲಿನ್ ಎಂಜಿನ್‌ನಲ್ಲಿ, ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಗ್ಯಾಸೋಲಿನ್ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ಸಿಲಿಂಡರ್‌ಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಪಿಸ್ಟನ್ ಬಳಸಿ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಒತ್ತಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ವೇಗವಾಗಿ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕಲ್ ಆಗಿ ತಳ್ಳುವುದರಿಂದ, ತಾಪಮಾನವು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಏರುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಸ್ಪಾರ್ಕ್ ಪ್ಲಗ್‌ಗಳು ಉರಿಯುತ್ತವೆ ಇದರಿಂದ ಸುಡುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ.

ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ)

ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವು ಯಾವಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಪರಿಸರವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಐಸೊಕೊರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿದರೆ, ಉಷ್ಣಬಲ ಸಮೀಕರಣದ ಮೊದಲ ನಿಯಮವು ಹೀಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ:

Δ U = Q – W

ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ W = 0

Δ ಯು = ಪ್ರ – 0

Δ ಯು = ಪ್ರ

ಈ ಫಲಿತಾಂಶದಿಂದ, ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ), ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಶಾಖ (Q) ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ನಾವು ತೀರ್ಮಾನಿಸಬಹುದು. ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ನಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಮೊದಲಿಗೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ = p ₁ (ಸಣ್ಣ ಒತ್ತಡ). ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಾಖವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನ (ಆದರ್ಶ ಅನಿಲ) ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (U = 3/2 n RT). ತಾಪಮಾನವು ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ತಾಪಮಾನ ಹೆಚ್ಚಾದರೆ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ (p ₂ ). ಸ್ಥಿರವಾದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣದಿಂದಾಗಿ, ಯಾವುದೇ ಕೆಲಸ ನಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ (ಮಬ್ಬಾದ ಪ್ರದೇಶವಿಲ್ಲ).

ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಅದೇ ರೀತಿ, ಪರಿಸರವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಏಕೆಂದರೆ, ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವು ಯಾವಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರದ ಕೆಲವು ರೀತಿಯ ಕೆಲಸಗಳಿವೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವು ಬದಲಾಗದಿದ್ದರೂ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮುಚ್ಚಿದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಫ್ಯಾನ್ + ಬ್ಯಾಟರಿ ಇರುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯಿಂದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಫ್ಯಾನ್ ತಿರುಗಬಹುದು. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಫ್ಯಾನ್‌ಗಳು, ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ಪಾತ್ರೆಯೊಳಗಿನ ಗಾಳಿಯನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಫ್ಯಾನ್ ತಿರುಗಿದಾಗ, ಫ್ಯಾನ್ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯಕ್ಷವಾಗಿ ಆಡುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಫ್ಯಾನ್‌ನ ಚಲನ ಶಕ್ತಿಯು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅದು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಕಾರವನ್ನು ಶಕ್ತಿಯಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸಿದೆ. ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಪರಿಮಾಣ ಯಾವಾಗಲೂ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ), ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಹುದು ಎಂದು ಈ ಉದಾಹರಣೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (ಪರಿಮಾಣ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರದ ಕೆಲಸ).

ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ)

ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಒತ್ತಡ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆ ( Δ U ), ಶಾಖ (Q ) ಮತ್ತು ಕೆಲಸ (W ) ಶೂನ್ಯವಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಮೊದಲ ನಿಯಮ ಉಷ್ಣಬಲ ವಿಜ್ಞಾನ ಸೂತ್ರವು ಬದಲಾಗಿಲ್ಲ.

ΔU = Q − W

ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಅನಿಲ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ನಿಂದ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ:

ಮೊದಲು, ಸಿಸ್ಟಮ್ ವಾಲ್ಯೂಮ್ = V₁ (ಸಣ್ಣ ಪರಿಮಾಣ). ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಇಡುವುದರಿಂದ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ಸೇರಿಸಿದ ನಂತರ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪರಿಸರದ ಮೇಲೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಿದ ನಂತರ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣವು V ಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ.₂ (ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ). ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸದ ಪ್ರಮಾಣ (W) ವ್ಯವಸ್ಥೆ = ನೆರಳಿನ ಪ್ರದೇಶ.

ಪ್ರಶ್ನೆ 1:

ಕೆಳಗಿನ ಎರಡು ರೇಖಾಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿ 1-2 ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು ಅನಿಲ ವಿಸ್ತರಣೆಯನ್ನು (ಅನಿಲ ಪರಿಮಾಣ ಹೆಚ್ಚಳ) ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಆಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಯಾವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಅನಿಲದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಡುವ ಕೆಲಸ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ?

ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕೆಲಸವು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲಗಳು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ. ಮಬ್ಬಾದ ಪ್ರದೇಶ = ವಿಸ್ತರಣಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ (ಅನಿಲ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳ). ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಮಬ್ಬಾದ ಪ್ರದೇಶವು ಐಸೊಥರ್ಮಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮಬ್ಬಾದ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಶ್ನೆ 2:

ಕೆಳಗಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣಬಲ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು ab ಮತ್ತು dc = ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ). ವಕ್ರರೇಖೆ bc ಮತ್ತು ad = ಐಸೋಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ). ab ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಶಾಖ (Q) 600 ಜೌಲ್‌ಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. bc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಶಾಖ (Q) 800 ಜೌಲ್‌ಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

a) ab ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು

ಬಿ) ಎಬಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು

ಸಿ) ಎಡಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು ಶಾಖ

ಪಿ ₁ = 2 x 10 ⁵ ಪಾ = 2 x 10 ⁵ ಎನ್ / ಮೀ ²

ಪಿ ₂ = 4 x 10 ⁵ ಪಾ = 4 x 10 ⁵ ಎನ್ / ಮೀ ²

ವಿ ₁ = 2 ಲೀಟರ್ = 2 ಡಿಎಂ ³ = 2 x 10 ^-3 ಮೀ ³

ವಿ ₂ = 4 ಲೀಟರ್ = 2 ಡಿಎಂ ³ = 4 x 10 ^-3 ಮೀ ³

ಪರಿಹಾರ

a) ab ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು

ab ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ 600 J ಶಾಖವನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ab = ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ). ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಶಾಖವನ್ನು ಪಡೆದ ನಂತರ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ:

ΔU = Q

ΔU = 600 ಜೆ

ಬಿ) ಎಬಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು

ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ab = ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ). ab ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, 600 J ಶಾಖವನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣದಿಂದಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಿಂದ ಯಾವುದೇ ಕೆಲಸವಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ bc = ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ). bc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಶಾಖ (Q) 800 ಜೌಲ್‌ಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಹುದು. bc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸದ ಪ್ರಮಾಣ:

W = P (V ₂ – V ₁ ) — ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ

ಪ = ಪಿ ₂ (ವಿ ₂ – ವಿ ₁ )

ಪ = 4 x 10 ⁵ N/m ² (4 x 10 ^-3 ಮೀ ³ – 2 x 10 ^-3 ಮೀ ³ )

ಪ = 4 x 10 ⁵ N/m ² (2 x 10 ^-3 ಮೀ ³ )

W = 8 x 10 ² ಜೌಲ್

W = 800 ಜೌಲ್

abc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು ಶಾಖವು:

Q ಒಟ್ಟು = Q ab + Q bc

ಒಟ್ಟು Q = 600 J + 800 J

Q ಒಟ್ಟು = 1400 ಜೂಲ್‌ಗಳು

abc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಒಟ್ಟು ಕೆಲಸ:

ಒಟ್ಟು W = W ab + W bc

ಒಟ್ಟು W = 0 + W bc

ಒಟ್ಟು W = 0 + 800 ಜೌಲ್

ಒಟ್ಟು W = 800 ಜೌಲ್

ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು abc = 600 J

ಸಿ) ಎಡಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು ಶಾಖ

ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು ಶಾಖವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಸಮೀಕರಣದ ಮೂಲಕ ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

ΔU = Q – W

Q = ΔU + W

ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ adc ಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು ಶಾಖ = adc + ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿನ ಕೆಲಸ adc ಯಲ್ಲಿನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳು.

ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯಲ್ಲಿ ಶಾಖ ಮತ್ತು ಕೆಲಸವು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರದ ನಡುವಿನ ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಯು ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಶಾಖ ಮತ್ತು ಕೆಲಸವು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಐಸೋಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ), ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಶಾಖದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಇರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಕೆಲಸವು ಅಲ್ಲ. ಐಸೋಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ), ಶಕ್ತಿ ವರ್ಗಾವಣೆಯು ಶಾಖ ಮತ್ತು ಕೆಲಸವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿಲ್ಲದಿದ್ದರೂ, ಅಂತಿಮ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಆರಂಭಿಕ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಶಕ್ತಿಯು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಗಳು ಒಂದೇ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿದ್ದರೂ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಯಾವಾಗಲೂ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತವೆ.

ಮೇಲಿನ ಗ್ರಾಫ್‌ನಲ್ಲಿ abc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಗಳು = adc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆರಂಭಿಕ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮ ಸ್ಥಿತಿಗಳು. ಹೀಗಾಗಿ, adc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯು ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ = 600 J.

adc ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಲಾದ ಒಟ್ಟು (W) ಕೆಲಸ = ಜಾಹೀರಾತು ಮೇಲೆ W ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ + dc ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ W.

ಜಾಹೀರಾತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡ), ಆದರೆ ಡಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಐಸೊಕೋರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣ). ಸ್ಥಿರ ಪರಿಮಾಣದಿಂದಾಗಿ, ಡಿಸಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಕೆಲಸ ನಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ. ಮೊದಲು, ಜಾಹೀರಾತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಾವು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕುತ್ತೇವೆ.

W ಜಾಹೀರಾತು = P (V ₂ ‐ V ₁ )

W ಜಾಹೀರಾತು = P ₁ (V ₂ ‐ V ₁ )

W ಜಾಹೀರಾತು = 2 x 10 ⁵ N/m ² (4 x 10 ^‐3 ಮೀ ³ ‐ 2 x 10 ^‐3 ಮೀ ³ )

W ಜಾಹೀರಾತು = 2 x 10 ⁵ N/m ² (2 x 10 ^‐3 m ³ )

W ಜಾಹೀರಾತು = 4 x 10 ² ಜೌಲ್

W ಜಾಹೀರಾತು = 400 ಜೌಲ್

ಒಟ್ಟು W = ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ W a‐d + ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ W d‐c

ಒಟ್ಟು W = 400 ಜೂಲ್‌ಗಳು + 0

ಒಟ್ಟು W = 400 ಜೌಲ್

ಹೀಗಾಗಿ, ADC ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಶಾಖದ ಪ್ರಮಾಣವು:

Q = ΔU + W

ಪ್ರಶ್ನೆ = 600 ಜೆ + 400 ಜೆ

ಪ್ರಶ್ನೆ = 1000 ಜೆ

ಪ್ರಶ್ನೆ 3:

1 ಲೀಟರ್ ನೀರು 1 ಎಟಿಎಂ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಕುದಿಸಿದಾಗ 1671 ಲೀಟರ್ ಹಬೆಯಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆವಿಯಾದಾಗ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನಿಂದ ಮಾಡಿದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ ... (ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಶಾಖ = L _V = 22.6 x 10 ⁵ J/Kg)

ಪರಿಹಾರ

ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ = 1000 ಕೆಜಿ/ಮೀ ³

ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆಯ ಶಾಖ (L _V ) = 22.6 x 10 ⁵ J / Kg

ಪಿ = 1 ಎಟಿಎಂ = 1.013 x 10 ⁵ ಪ್ಯಾ = 1.013 x 10 ⁵ ಎನ್/ಮೀ ²

V ₁ = 1 ಲೀಟರ್ = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m ³ (ನೀರಿನ ಪ್ರಮಾಣ)

ವಿ ₂ = 1671 ಲೀಟರ್ = 1671 ಡಿಎಂ ³ = 1671 x 10 ^-3 ಮೀ ³ (ಉಗಿಯ ಪ್ರಮಾಣ)

a) ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳು

ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಬದಲಾವಣೆಗಳು = ನೀರಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಶಾಖ - ಆವಿಯಾದಾಗ ನೀರಿನಿಂದ ಮಾಡಲಾದ ಕೆಲಸ. ಮೊದಲ ಎಣಿಕೆ ನೀರಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಶಾಖ (Q) ...

ಪ್ರಶ್ನೆ = ಮೀ ಎಲ್ _ವಿ

ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ = ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ / ನೀರಿನ ಪ್ರಮಾಣ

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ x ನೀರಿನ ಪ್ರಮಾಣ

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = (1000 ಕೆಜಿ/ಮೀ ³ ) (1 x 10 ^-3 ಮೀ ³ )

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = (1000 ಕೆಜಿ/ಮೀ ³ ) (0.001 ಮೀ ³ )

ನೀರಿನ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ (ಮೀ) = 1 ಕೆಜಿ

Q = (1 ಕೆಜಿ) (22.6 x 10 ⁵ ಜೆ / ಕೆಜಿ)

ಪ್ರಶ್ನೆ = 22.6 x 10 ⁵ ಜೆ

ನೀರು ಆವಿಯಾದಾಗ ಮಾಡುವ ಕೆಲಸ (W) ಅನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಿ. ನೀರು ಕುದಿಯುವುದು ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ (ಐಸೊಬಾರಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ).

W = p (ವಿ ₂ – ವಿ ₁ )

ಪ = 1.013 x 10 ⁵ N/m ² (1671 x 10 ^-3 ಮೀ ³ – 1 x 10 ^-3 ಮೀ ³ )

ಪ = 1.013 x 10 ⁵ N/m ² (1670 x 10 ^-3 ಮೀ ³ )

W = 1691.71 x ¹⁰⁵ ಜೌಲ್‌ಗಳು

W = 1.7 x ¹⁰⁵ ಜೌಲ್‌ಗಳು

ನೀರಿನ ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು:

ΔU = Q – W

ΔU = 22.6 x 10 ⁵ J - 1.7 x 10 ⁵ J

ΔU = 20.9 x 10 ⁵ ಜೆ

ΔU = 21 x 10 ⁵ ಜೆ

21 x 10 ⁵ ನೀರಿಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ಜೌಲ್ ಶಾಖವನ್ನು ಆಂತರಿಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ನೀರಿನ ದ್ರವವನ್ನು ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಕರ್ಷಕ ಬಲಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ). ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ನೀರನ್ನು ಹಬೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು 21 x 10 ⁵ J ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರು ಹಬೆಯಾದಾಗ, ಉಳಿದ 1.7 x 105 J ಅನ್ನು ಕೆಲಸ ಮಾಡಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಪ್ರಶ್ನೆ 4:

ಒಂದು ಸಿಲಿಂಡರ್‌ನಲ್ಲಿ 1 ಮೋಲ್ ಅನಿಲವು ವೇಗವಾಗಿ ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಆಗಿ ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ಮೊದಲಿಗೆ, ಅನಿಲ ತಾಪಮಾನ = 1000 K. ವಿಸ್ತರಿಸಿದ ನಂತರ, ಅನಿಲ ತಾಪಮಾನವು 500 K ಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅನಿಲವು ಮಾಡುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಿ ...

ಪರಿಹಾರ

ಅನಿಲ ವಿಸ್ತರಣೆಯು ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಅಡಿಯಾಬ್ಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಯಾವುದೇ ಶಾಖವು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಅಥವಾ ನಿರ್ಗಮಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ಅನಿಲದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಕೆಲಸ = ಅನಿಲದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು.

ΔU = Q – W ಅಥವಾ W = Q – Δ U → Q = 0

ಪ = 0 – ΔU

ಪ = – ΔU

ಆದರ್ಶ ಅನಿಲದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅನಿಲದಲ್ಲಿನ ಶಕ್ತಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ನಾವು ಲೆಕ್ಕ ಹಾಕಬಹುದು:

ΔU = 3/2 (1 mol) (8.315 J / mol. K) (500 K - 1000 K)

ΔU = 3/2 (1 mol) (8.315 J / mol. K) (- 500 K)

ΔU = -6236.25 ಜೆ

ಹೀಗಾಗಿ, ಅನಿಲದಿಂದ ನಿರ್ವಹಿಸಲ್ಪಡುವ ಕೆಲಸದ ಪ್ರಮಾಣ:

ಪ = – ΔU

W = – (- 6236.25 ಜೆ)

ಪ = 6236.25 ಜೆ