30 Dat éischt Gesetz vun der Thermodynamik – Problemer a Léisungen
1. 3000 J Hëtzt gëtt an e System bäigefüügt an 2500 J Aarbecht gëtt vum System gemaach. Wat ass d'Ännerung vun der interner Energie vum System?
Bekannt:
Hëtzt (Q) = +3000 Joule
Aarbecht (W) = +2500 Joule
Gewënscht: d'Ännerung vun der interner Energie vum System
Léisung:
D'Equatioun vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik
ΔU = QW
D'Zeechekonventiounen:
Q ass positiv, wann d'Hëtzt dem System bäigefüügt gëtt
W ass positiv wann d'Aarbecht vum System gemaach gëtt
Q ass negativ wann d'Hëtzt de System verléisst
W ass negativ wann Aarbecht um System gemaach gëtt
D'Ännerung vun der interner Energie vum System:
ΔU = 3000-2500
ΔU = 500 Joule
Déi intern Energie klëmmt ëm 500 Joule.
2. 2000 J Hëtzt ginn an e System bäigefüügt an 2500 J Aarbecht gëtt um System gemaach. Wat ass d'Ännerung vun der interner Energie vum System?
Bekannt:
Hëtzt (Q) = +2000 Joule
Aarbecht (W) = -2500 Joule
Gewënscht: D'Ännerung vun der interner Energie vum System
Léisung:
ΔU = QW
ΔU = 2000-(-2500)
ΔU = 2000+2500
ΔU = 4500 Joule
Déi intern Energie klëmmt ëm 4500 Joule.
3. 2000 J Hëtzt verléisst de System an et gëtt 2500 J Aarbecht um System gemaach. Wat ass d'Ännerung vun der interner Energie vum System?
Bekannt:
Hëtzt (Q) = -2000 Joule
Aarbecht (W) = -3000 Joule
Gewënscht: D'Ännerung vun der interner Energie vum System
Léisung:
ΔU = QW
ΔU = -2000-(-3000)
ΔU = -2000+3000
ΔU = 1000 Joule
Déi intern Energie klëmmt ëm 4500 Joule.
Conclusioun:
- Wann Hëtzt dem System bäigefüügt gëtt, klëmmt déi intern Energie vum System
- Wann d'Hëtzt de System verléisst, da hëlt déi intern Energie vum System of
- Wann d'Aarbecht vum System gemaach gëtt, da hëlt déi intern Energie vum System of
- Wann d'Aarbecht um System gemaach gëtt, da klëmmt déi intern Energie vum System
4. Berechent d'Ännerung vun der interner Energie vun 2 Mol vun engem ideale Gas, wann 400 J Hëtzt derbäigesat ginn, an d'Gas sech ausdehnt, wouduerch 300 J Aarbecht op seng Ëmgéigend leeschtet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik: (ΔU = Q – W):
\[ ΔU = 400 – 300 = 100, J \]
5. Bestëmmt den Hëtzetransfer fir e System, dat 200 J Aarbecht op seng Ëmgéigend ausféiert an eng Ännerung vun der interner Energie vu 50 J huet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[ Q = ΔU + W = 50 + 200 = 250, J \]
6. Berechent d'Aarbecht, déi vun engem System gemaach gëtt, wann et 600 J Hëtzt absorbéiert an seng intern Energie ëm 150 J eropgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = Q – ΔU = 600 – 150 = 450, J
\]
7. Bestëmmt den Hëtzetransfer fir e System, dat 500 J Aarbecht leeschtet an deem seng intern Energie ëm 100 J erofgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = (-100) + 500 = 400, J
\]
8. Berechent d'Ännerung vun der interner Energie wann 300 J Hëtzt verluer geet an 200 J Aarbecht um System gemaach gëtt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = -300 + 200 = -100, J
\]
9. Bestëmmt d'Aarbecht, déi op engem System gemaach gëtt, wann et 400 J Hëtzt verléiert an seng intern Energie ëm 200 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = ΔU – Q = (-200) – (-400) = 200, J
\]
10. Berechent den Hëtziwwergank wann d'intern Energie vun engem System ëm 100 J eropgeet an 50 J Aarbecht um System geleescht gëtt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = 100 + 50 = 150, J
\]
11. Bestëmmt d'Ännerung vun der interner Energie, wann e System 250 J Hëtzt absorbéiert an 150 J Aarbecht op seng Ëmgéigend ausübt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = Q – W = 250 – 150 = 100, J
\]
12. Berechent d'Aarbecht, déi vum System gemaach gëtt, wann et 300 J Hëtzt verléiert an seng intern Energie ëm 100 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = Q – ΔU = -300 – (-100) = -200, J
\]
13. Bestëmmt den Hëtzetransfer fir e System, dat 400 J Aarbecht op seng Ëmgéigend ausübt an deem seng intern Energie ëm 150 J eropgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = 150 + 400 = 550, J
\]
14. Berechent d'Ännerung vun der interner Energie, wann 500 J Hëtzt derbäigesat ginn, an de System 300 J Aarbecht op seng Ëmgéigend leeschtet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = Q – W = 500 – 300 = 200, J
\]
15. Bestëmmt d'Aarbecht, déi vum System gemaach gëtt, wann et 600 J Hëtzt absorbéiert an seng intern Energie ëm 200 J eropgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = Q – ΔU = 600 – 200 = 400, J
\]
16. Berechent den Hëtziwwergank wann e System 700 J Aarbecht leeschtet an seng intern Energie ëm 300 J erofgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = (-300) + 700 = 400, J
\]
17. Bestëmmt d'Ännerung vun der interner Energie wann 800 J Hëtzt verluer geet an 400 J Aarbecht um System gemaach gëtt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = -800 + 400 = -400, J
\]
18. Berechent d'Aarbecht, déi um System gemaach gëtt, wann et 900 J Hëtzt verléiert an seng intern Energie ëm 500 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = ΔU – Q = (-500) – (-900) = 400, J
\]
19. Bestëmmt den Hëtziwwergank wann d'intern Energie vun engem System ëm 600 J eropgeet, an 300 J Aarbecht um System geleescht gëtt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = 600 + 300 = 900, J
\]
20. Berechent d'Ännerung vun der interner Energie, wann e System 700 J Hëtzt absorbéiert an 350 J Aarbecht op seng Ëmgéigend ausübt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = Q – W = 700 – 350 = 350, J
\]
21. Bestëmmt d'Aarbecht, déi vum System gemaach gëtt, wann et 800 J Hëtzt verléiert an seng intern Energie ëm 400 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = Q – ΔU = -800 – (-400) = -400, J
\]
22. Berechent den Hëtziwwergank wann e System 900 J Aarbecht op seng Ëmgéigend leeschtet, an seng intern Energie ëm 450 J eropgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = 450 + 900 = 1350, J
\]
23. Bestëmmt d'Ännerung vun der interner Energie, wann 1000 J Hëtzt derbäigesat ginn, an de System 500 J Aarbecht op seng Ëmgéigend leeschtet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = Q – W = 1000 – 500 = 500, J
\]
24. Berechent d'Aarbecht, déi vum System gemaach gëtt, wann et 1100 J Hëtzt absorbéiert, an seng intern Energie ëm 550 J eropgeet.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = Q – ΔU = 1100 – 550 = 550, J
\]
25. Bestëmmt den Hëtziwwergank wann e System 1200 J Aarbecht leeschtet, an seng intern Energie ëm 600 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = (-600) + 1200 = 600, J
\]
26. Berechent d'Ännerung vun der interner Energie wann 1300 J Hëtzt verluer geet, an 650 J Aarbecht um System gemaach gëtt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = -1300 + 650 = -650, J
\]
27. Bestëmmt d'Aarbecht, déi um System gemaach gëtt, wann et 1400 J Hëtzt verléiert an seng intern Energie ëm 700 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = ΔU – Q = (-700) – (-1400) = 700, J
\]
28. Berechent den Hëtziwwergank wann d'intern Energie vun engem System ëm 800 J eropgeet, an 400 J Aarbecht um System geleescht gëtt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
Q = ΔU + W = 800 + 400 = 1200, J
\]
29. Bestëmmt d'Ännerung vun der interner Energie, wann e System 1500 J Hëtzt absorbéiert an 750 J Aarbecht op seng Ëmgéigend ausübt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
ΔU = Q – W = 1500 – 750 = 750, J
\]
30. Berechent d'Aarbecht, déi vum System gemaach gëtt, wann et 1600 J Hëtzt verléiert an seng intern Energie ëm 800 J ofhëlt.
Léisung:
Mat Hëllef vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik:
\[
W = Q – ΔU = -1600 – (-800) = -800, J
\]
Dës Problemer a Léisunge sinn entwéckelt fir e komplett Verständnis vum éischte Gesetz vun der Thermodynamik ze bidden, dat seet, datt d'Ännerung vun der interner Energie vun engem zouene System gläich ass mat der Hëtzt, déi dem System bäigefüügt gëtt, minus der Aarbecht, déi vum System gemaach gëtt.
