열역학 제1법칙을 다양한 열역학 과정(등압, 등온, 등적 과정)에 적용하는 문제 예시 11가지
1. 아래 그래프는 기체가 겪는 열역학적 순환 과정을 보여줍니다. 과정 ABCD에서 기체가 한 일은…
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 2 x 105 Pa
압력 2 (P2) = 4 x 105 Pa
제1권 (V)1) = 1m3
제2권 (V)2) = 3m3
질문했습니다 ABCD 사이클 과정에서 기체가 하는 일
자와브 :
기체가 한 일 = 직사각형 ABCD의 면적.
W = (P2 - P1)(다섯2 - V1)
W = (4 x 105 – 2x105)(3 – 1)
W = (2 x 105) (2)
W = 4 x 105 줄
ABCD 사이클 과정에서 기체가 하는 일은 4 x 10입니다.5 줄.
2. ABC 사이클 과정에서 기체가 하는 일은…
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 3 x 105 Pa
압력 2 (P2) = 6 x 105 Pa
제1권 (V)1) = 20cm3 = 20x10-6 m3
제2권 (V)2) = 60cm3 = 60x10-6 m3
질문했습니다 ABC 사이클 과정에서 기체가 하는 일
자와브 :
기체가 한 일 = 삼각형 ABCD의 면적.
W = ½ (P2 - P1)(다섯2 - V1)
W = ½ (6 x 105 – 3x105)(60 x 10-6 – 20x10-6)
W = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
W = ½ (120 x 10-1 줄)
W = ½ (12 줄)
W = 6 줄
ABC 사이클 과정에서 기체가 하는 일은 6줄입니다.
3. 밀폐된 공간에서 기체의 압력(P)과 부피(V)의 관계를 나타낸 그래프. 기체가 주변 환경에 일을 하는 부분을 보여주는 그래프의 부분은…
논의
공정 AB와 공정 DC는 등압 공정입니다. 공정 AD와 공정 BC는 등적 공정입니다.
기체가 팽창하여 기체가 차지하는 공간의 부피가 증가하면(DC 과정) 기체는 주변 환경에 일을 합니다. 반대로 기체가 수축하여 기체가 차지하는 공간의 부피가 감소하면(BC 과정) 주변 환경은 기체에 일을 합니다.
4. 모든 이상 기체는 등적 과정을 거치므로...
A. 모든 분자는 동일한 속도를 가지고 있다.
B. 고온에서는 분자의 평균 속도가 더 빠릅니다.
C. 가스 압력은 일정하게 유지됩니다.
D. 기체가 일을 할 것이다.
E는 내부 에너지가 없습니다.
논의
등적곡선 = 부피가 일정함.
정답은 B입니다.
5. 이상 기체가 다음 PV 그래프에 나타낸 바와 같이 열역학적 과정을 통해 상태 1에서 상태 2로 압축됩니다. 기체가 한 일은…
A. -180 J
B. -90 J
C. -30 J
D. 30 J
E. 90 J
논의
1리터 = 0,001m³3
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 10kPa = 10.000Pa = 10.000N/m2
압력 2 (P2) = 20kPa = 20.000Pa = 20.000N/m2
제1권 (V)1) = 4리터 = 4 (0,001m)3) = 0,004m3
제2권 (V)2) = 10리터 = 10 (0,001 m3) = 0,010m3
질문했습니다 기체가 한 일(W)
답변 :
W = P(V)2 - V1) + 1/2 (P2 - P1)(다섯2 - 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 줄
정답은 E입니다.
6. 옆에 있는 PV 다이어그램을 보세요!
한 주기 동안 열역학적 과정에서 생성되는 일은…
A. 100 kJ
B. 200 kJ
C. 300 kJ
D. 400 kJ
예: 600kJ
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 1 x 105 파 = 1 x 105 N / m2
압력 2 (P2) = 3 x 105 파 = 3 x 105 N / m2
제1권 (V)1) = 2m3
제2권 (V)2) = 4m3
질문했습니다 : 생산된 작업량(W).
자와브 :
한 일의 양 = 사각형 abcd의 넓이.
W = (P2 - P1)(다섯2 - V1)
W = (3 x 105 – 1x105)(4 – 2)
W = (2 x 105) (2)
W = 4 x 105 줄
W = 400.000 줄
W = 400킬로줄
정답은 D입니다.
7. 이상 기체가 아래 PV 다이어그램과 같이 과정을 거칩니다. 이 과정에서 한 일은…
A. 35 J
B. 24 J
C. 15 J
D. 12 J
E. 6 J
논의
알려져 있다 :
압력 1 (P1) = 1 N/m2
압력 2 (P2) = 7 N/m2
제1권 (V)1) = 1m3
제2권 (V)2) = 5m3
질문: 작업(W) 완료.
답변 :
한 일의 양 = 삼각형 ABC의 면적.
W = ½ (P2 - P1)(다섯2 - V1)
W = ½ (7-1)(5-1)
W = ½ (6)(4)
W = ½ (24)
W = 12 줄
정답은 D입니다.
8. 350 K의 온도에서 단원자 기체 0,02 mol이 밀폐된 용기에 들어 있습니다. 이 기체의 온도를 400 K로 올리는 데 필요한 열량은 얼마입니까? 기체 상수 R = 8,31 J/mol입니다.- 1 K- 1.
A. 10줄
B. 12,5줄
C. 14 줄
D. 15,5 줄
17줄
논의 :
알려져 있다 :
n = 0,02몰
T1 = 350K
T2 = 400K
R = 8,31 J/mol K
질문했습니다 :
열(Q) ?
자와브 :
등적 과정(일정한 부피)에서 Q = ΔU입니다.
설명: Q = 열량, ΔU = 내부 에너지 변화, U = 내부 에너지
9. 20℃의 온도에서 단원자 기체 2몰 oC 및 압력 2 × 105 Pa는 압력이 4 × 10⁻⁴가 될 때까지 등적 과정을 거칩니다.5 Pa. 기체 상수(일반 기체 상수)가 8,31 J/mol·K라면, 기체의 내부 에너지 변화량은…
A. 7304 J
B. 6200 J
C. 2291 J
D. 2128 J
E. 1208 J
논의 :
알려져 있다 :
n = 2몰
T1 = 20 + 273 = 293 K
P1 = 2x105 Pa
P2 = 4x105 Pa
R = 8,31 J/mol K
질문했습니다 :
내부 에너지 변화량(델타 U)?
자와브 :
델타 U = 3/2 nR(T2-T1)
T를 세세요2 먼저 게이뤼삭의 법칙(부피 일정)을 사용합니다.
10. 압력(P)-부피(V) 그래프에서 기체가 외부 일을 받는 부분을 나타내는 부분은...
A. AB
비. CD
기원전
디. 디
E. AC
논의 :
기체에 일이 가해지면 부피가 증가합니다. 반대로 외부에서 기체에 일이 가해지면 부피는 감소합니다. 위 그래프에서 기체 부피가 감소하는 과정은 과정 CD입니다.
정답은 B입니다.
11. 아래 그래프는 어떤 과정을 거치는 기체의 압력(P)과 부피(V) 사이의 관계를 보여줍니다.
가장 많은 노력을 필요로 하는 과정은 그래프 번호 …에 나타나 있습니다.
가. (1)
B. (2)
C. (3)
디. (4)
논의 :
한 일의 양은 면적과 같습니다. 면적이 클수록 한 일의 양도 커집니다. 가장 큰 면적은 그래프 3에 나타나 있습니다.
정답은 C입니다.
