Opera in processibus thermodynamicis peracta – problemata et solutiones

Opera in processibus thermodynamicis peracta – problemata et solutiones

1. Gas ideale a statu 1 ad statum 2 comprimitur ut in graphio infra demonstratur. Opus a gaso factum determina.

Solutio

1 litrum = 0.001 m³

Notum:Opus in processibus thermodynamicis perfectum – problemata et solutiones 1

Pressio 1 (P1 ) = 10 kPa = 10 000 Pa = 10 000 N/ m²

Pressio 2 (P² ) = 20 kPa = 2 20,000 Pa = 20,000 2 N/ m²

Volumen 1 (V 1 ) = 4 litrae = 4 (0.001 m 3 ) = 0.004 m 3

Volumen 2 (V 2 ) = 10 litrae = 10 (0.001 m 3 ) = 0.010 m 3

Quaesitum: Opus a gaso factum (W)

solution:

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 Joulia

2. Opus a gaso in processu abcda perfectum determina, ut in graphio infra demonstratur.

Notum:

Pressio 1 (P1) = 1 × 105 Pa = 1 × 105 N / m2Opus in processibus thermodynamicis perfectum – problemata et solutiones 2

Pressio 2 (P2 ) = 3 × 10⁻⁴ Pa = 3 × 10⁻⁴ N / m²

Volumen 1 (V² ) = 2 m³

Volumen 2 (V² ) = 4 m³

Quaesitum: Opus (V)

solution:

Opus a gaso factum = area rectanguli abcd.

W = (P² – P₁ ) ( V² – V₁ )

W = (3 × 10⁻⁵ – 1 × 10⁻⁵ ) (4 – 2)

W = (2 × 10⁻⁵ ) (2)

W = 4 × 10⁷ Joule

W = 400,000 Joulia

W = 400 kJ

3. Opus a gaso in processu ABCA perfectum determina.

Notum:

Pressio 1 (P1) = 1 N/m2Opus in processibus thermodynamicis perfectum – problemata et solutiones 3

Pressio² (P² ) = 7 N/ m²

Volumen 1 (V² ) = 1 m³

Volumen 2 (V² ) = 5 m³

Quaesitum: Opus (V)

solution:

Opus a gaso factum = area trianguli ABC

W = ½ (P² – P₁ ) ( V² – V₁ )

W = ½ (7-1)(5-1)

W = ½ (6)(4)

W = ½ (24)

W = 12 Joulia

  1. Quid est definitio operis in thermodynamica?
    • Responsum: In thermodynamica, opus definitur ut translatio energiae ad systema vel a systemate quae non ob differentiam temperaturae inter systema et ambitum eius fit.
  2. Quomodo opus ad diagramma pressionis et voluminis (PV) processus thermodynamici refertur?
    • Responsum: In diagramma PV, opus a systemate vel in systemate peractum per processum repraesentatur per aream sub curva processus. Pro processibus gases implicantibus, opus saepe datur per integralem P dV, ubi P est pressio et dV est mutatio differentialis in volumine.
  3. Quod opus perficitur in processu isochorico?
    • Responsum: Processus isochoricus fit volumine constanti. Cum nulla mutatio voluminis sit, opus per processum isochoricum factum nullum est.
  4. Quo modo differt opus peractum in expansione isobarica (pressione constanti) ab eo peractum in expansione isothermica (temperatura constanti) gasi idealis?
    • Responsum: In expansione isobarica, opus computatur ut , ubi P est pressio constans et est mutatio voluminis. Pro expansione isothermica gasis idealis, opus computari potest utens aequatione , ubi n est numerus molium, R est constans universalis gasorum, et et sunt volumina finalis et initialis respective.
  5. Quid sibi vult prima lex thermodynamicae de opere et energia?
    • Responsum: Prima lex thermodynamicae statuit mutationem energiae internae systematis aequalem esse calori systemati addito minus opere a systemate in ambitum suum facto. Haec lex principium conservationis energiae repraesentat.
  6. In processu cyclico in diagramma PV, quid area inclusa repraesentat?
    • Responsum: In processu cyclico in diagramma PV, area inclusa opus netum a vel in systemate peractum per unum cyclum repraesentat.
  7. Quo modo opus in processu adiabatico factum a processu isothermo pro gaso ideali differt?
    • Responsum: In processu adiabatico, nulla commutatio caloris cum ambitu fit, ergo opus factum mutationem in energia interna gasis efficit. In processu isothermico, temperatura constans manet, et quodvis opus factum pari quantitate translationis caloris compensatur, ergo nulla mutatio in energia interna est.
  8. Cur opus in processu irreversibili factum a processu reversibili differre potest, etiam si status initialis et finalis idem sunt?
    • Responsum: In processu reversibili, quisque status intermedius inter status initialem et finalem in aequilibrio est. In processu irreversibili, hoc non est verum. Viae in diagramma PV susceptae, et ergo opus perfectum, inter duos typos processuum significanter differre possunt, etiamsi in eisdem punctis incipiunt et terminantur.
  9. Quomodo praesentia comportamenti gasis non idealis (realis) calculationes laboris in processibus thermodynamicis afficit?
    • Responsum: In gasibus veris, deviationes ab optimo comportamento ad differentias in computationibus laboris ducere possunt, praesertim sub pressionibus altis vel temperaturis humilibus. Aequatio Van der Waals vel alia exempla gasorum realium fortasse adhibenda sunt ad has deviationes explicandas.
  10. Quid sibi vult cum opus in systemate factum negativum est?
  • Responsum: Cum opus in systemate factum negativum est, significat systema opus in ambitu suo facere. Hoc saepe dilatationi gasis contra pressionem externam respondet.
Procer Friendly, & PDF Email