ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກໄອໂຊບາຣິກ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

30 ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກຂອງໄອໂຊບາຣິກ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

1. ແຜນວາດ PV ຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມ ຜ່ານຂະບວນການ iso baric . ຈົ່ງຄິດໄລ່ວ່າ ວຽກງານ ທີ່ເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ AB.

ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກໄອໂຊບາຣິກ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ 1 ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄວາມດັນ (P) = 5 x 10 ⁵ N/ ^m2

ປະລິມານເບື້ອງຕົ້ນ (V1 ₎ = 2 ມ ³

ປະລິມານສຸດທ້າຍ (V ₂ ) = 6 ມ ³

ຕ້ອງການ : ວຽກງານ (W)

ວິທີແກ້ໄຂ:

W = P ( _V2 – _V1 )

W = (5 x 10 ⁵ )(6 – 2) = (5 x 10 ⁵ ) (4)

W = 20 x 10 ⁵ = 2 x 10 ⁶ ຈູນ

2. ມີຄວາມແຕກຕ່າງກັນແນວໃດລະຫວ່າງວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ AB ແລະຂະບວນການ CD…

ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກໄອໂຊບາຣິກ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ 2 ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ AB :

ຄວາມດັນ (P) = 6 atm = 6 x 10 ⁵ N/ ^m2

^{ປະລິມານເບື້ອງຕົ້ນ (} V ₁ ) = 1 ລິດ = 1 dm ³ = 1 x 10 ^-3 m3

ປະລິມານສຸດທ້າຍ (V ₂ ) = 3 ລິດ = 3 dm ³ = 3 x 10 ^-3 ມ ³

ຊີດີຂະບວນການ Isobaric :

ຄວາມດັນ (P) = 4 atm = 4 x 10 ⁵ N/ ^m2

ປະລິມານເບື້ອງຕົ້ນ (V ₁ ) = 2 ລິດ = 2 dm ³ = 2 x 10 ^-3 ມ ³

ປະລິມານສຸດທ້າຍ (V ₂ ) = 5 ລິດ = 5 dm ³ = 5 x 10 ^-3 ມ ³

ຕ້ອງການ : ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງວຽກງານແມ່ນເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ AB ແລະ CD.

ວິທີແກ້ໄຂ:

ວຽກງານແມ່ນເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ AB:

W = P ( _V2 – _V1 )

W = (6 x 10 ⁵ )(3 x 10 ^-3 – 1 x 10 ^-3 )

W = (6 x 10 ⁵ )(2 x 10 ^-3 )

W = 12 x 10 ² = 1200 ຈູນ

ວຽກງານແມ່ນເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ CD:

W = P ( _V2 – _V1 )

W = (4 x 10 ⁵ )(5 x 10 ^-3 – 2 x 10 ^-3 )

W = (4 x 10 ⁵ )(3 x 10 ^-3 )

W = 12 x 10 ² = 1200 ຈູນ

ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງວຽກງານແມ່ນເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ AB ແລະ CD = 1200 – 1200 = 0.

3. ວຽກງານແມ່ນເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ ABC ແມ່ນ….

ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກໄອໂຊບາຣິກ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ 3 ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄວາມດັນ 1 (P1 ₎ = 6 x 105 ^Pa = 6 x 105 ^N / ^m2

ຄວາມດັນ 2 (P2 ₎ = 3 x 105 ^Pa = 3 x 105 ^N / ^m2

ປະລິມານ 1 (V ₁ ) = 2 ຊມ ³ = 2 x 10 ^-6 ມ ³

ປະລິມານ 2 (V ₂ ) = 6 ຊມ ³ = 6 x 10 ^-6 ມ ³

ຕ້ອງການ : ວຽກງານແມ່ນເຮັດໃນຂະບວນການ ABC.

ວິທີແກ້ໄຂ:

ໃນຂະບວນການ AB, ປະລິມານຈະຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່ ເພື່ອບໍ່ໃຫ້ອາຍແກັສເຮັດວຽກ.

ວຽກງານໄດ້ເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ BC.

W = _P2 ( _V2 – _V1 )

W = (3 x 10 ⁵ )(6 x 10 ^-6 – 2 x 10 ^-6 )

W = (3 x 10 ⁵ )(4 x 10 ^-6 )

ກ = 12 x 10 ^-1

W = 1.2 ຈູລ

ວຽກເຮັດງານທຳໃນຂະບວນການ ABC = ວຽກເຮັດງານທຳໃນຂະບວນການ AB = 1.2 ຈູນ.

4. ກຳນົດການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບ 2 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມທີ່ກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວແບບໄອໂຊບາຣິກທີ່ 300 K, ບ່ອນທີ່ \(\Delta V = 1\ \text{m}^3\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T\), ໂດຍໃຊ້ \(C_v = \frac{R}{\gamma-1}\) (ສຳລັບອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມຂອງໂມໂນອະຕອມ, \(\gamma = \frac{5}{3}\)) ແລະ \(\Delta T = \frac{P\Delta V}{nR}\), \(\Delta U = \frac{2\cdot 300 \cdot 1}{\frac{5}{3}-1} \approx 1800\ \text{J}\).

5. ຄິດໄລ່ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໃນຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ ບ່ອນທີ່ 1 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມຂອງໄດອາຕອມຂະຫຍາຍຕົວ, \(C_p = \frac{7}{2}R\), ແລະ \(\Delta T = 50\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = nC_p\Delta T = \frac{7}{2} \cdot 50 \cdot R \approx 1750 \text{J}\) (ໂດຍໃຊ້ \(R = 8.314 \text{J/(mol·K)}\)).

6. ຊອກຫາວຽກທີ່ເຮັດໄດ້ໂດຍລະບົບທີ່ກຳລັງຜ່ານການຂະຫຍາຍຕົວແບບໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 3\ \text{atm}\), \(\Delta V = 4\ \text{L}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 3 \ຄູນ 4 = 12\ \text{L·atm}\).

7. ກຳນົດການປ່ຽນແປງຂອງ entropy ສຳລັບຂະບວນການ isobaric ບ່ອນທີ່ 2 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມປ່ຽນອຸນຫະພູມໄປ 20 K. ໃຊ້ \(C_p = \frac{5}{2}R\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta S = nC_p\ln\frac{T_2}{T_1} = 2 \cdot \frac{5}{2}R \cdot \ln\frac{T_1+20}{T_1}\).

8. ຄິດໄລ່ການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນສຳລັບການບີບອັດໄອໂຊບາຣິກຂອງອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິໂມໂນອະຕອມ, \(C_p = \frac{5}{2}R\), \(\Delta T = -10\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = nC_p\Delta T = \frac{5}{2} \cdot (-10) \cdot R \approx -415\ \text{J}\).

9. ຊອກຫາວຽກທີ່ເຮັດຢູ່ໃນລະບົບໃນຂະບວນການ isobar ດ້ວຍ \(P = 5\ \text{bar}\), \(\Delta V = -3\ \text{m}^3\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 5 \times (-3) = -15\ \text{bar m}^3\).

10. ກຳນົດການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ ບ່ອນທີ່ \(n = 3\ \text{mol}\), \(C_v = 3R\), \(\Delta T = 25\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T = 3 \cdot 3R \cdot 25 \approx 1883\ \text{J}\).

11. ຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງຂອງ entropy ໃນຂະບວນການ isobaric ສຳລັບອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມ diatomic, \(n = 1\ \text{mol}\), \(\Delta T = 40\ \text{K}\), \(T_1 = 300\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta S = nC_p\ln\frac{T_2}{T_1} = \frac{7}{2}R\ln\frac{340}{300}\).

12. ຈົ່ງຊອກຫາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໃນການຂະຫຍາຍຕົວແບບໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 2\ \text{atm}\), \(\Delta V = 3\ \text{L}\), \(C_p = \frac{7}{2}R\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = P\Delta V + nC_p\Delta T = 2 \ຄູນ 3 + \frac{7}{2}R\Delta T\).

13. ກຳນົດວຽກທີ່ເຮັດໃນຂະບວນການ isobar ສຳລັບ \(P = 4\ \text{bar}\), \(\Delta V = 5\ \text{m}^3\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 4 \ຄູນ 5 = 20\ \text{bar m}^3\).

14. ຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບການບີບອັດໄອໂຊບາຣິກ, \(n = 2\ \text{mol}\), \(C_v = \frac{3}{2}R\), \(\Delta T = -30\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T = 2 \cdot \frac{3}{2}R \cdot (-30) \approx -753\ \text{J}\).

15. ຊອກຫາການປ່ຽນແປງຂອງ entropy ໃນຂະບວນການ isobaric, \(n = 1.5\ \text{mol}\), \(\Delta T = 60\ \text{K}\), \(T_1 = 400\ \text{K}\), \(C_p = \frac{5}{2}R\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta S = nC_p\ln\frac{T_2}{T_1} = 1.5 \cdot \frac{5}{2}R\ln\frac{460}{400}\).

16. ກຳນົດການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນສຳລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 3\ \text{bar}\), \(\Delta V = 2\ \text{m}^3\), \(C_p = \frac{5}{2}R\), \(n = 2\ \text{mol}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = P\Delta V + nC_p\Delta T = 3 \ຄູນ 2 + 2 \cdot \frac{5}{2}R\Delta T\).

17. ຄິດໄລ່ວຽກທີ່ເຮັດໄດ້ໃນ 3 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ກຳລັງຜ່ານການບີບອັດແບບໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 5\ \text{atm}\), \(\Delta V = -4\ \text{L}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 5 \times (-4) = -20\ \text{L·atm}\).

18. ກຳນົດການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບ \(n = 4\ \text{mol}\), \(C_v = \frac{7}{2}R\), \(\Delta T = 15\ \text{K}\) ໃນຂະບວນການ isobaric.
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T = 4 \cdot \frac{7}{2}R \cdot 15 \approx 3157\ \text{J}\).

19. ຈົ່ງຊອກຫາການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໃນຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 4\ \text{atm}\), \(\Delta V = 5\ \text{L}\), \(n = 2\ \text{mol}\), \(C_p = \frac{5}{2}R\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = P\Delta V + nC_p\Delta T = 4 \ຄູນ 5 + 2 \cdot \frac{5}{2}R\Delta T\).

20. ກຳນົດວຽກທີ່ເຮັດໃນການບີບອັດແບບໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 7\ \text{bar}\), \(\Delta V = -2\ \text{m}^3\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 7 \times (-2) = -14\ \text{bar m}^3\).

21. ຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບ 3 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມທີ່ກຳລັງດຳເນີນຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ, \(C_v = \frac{5}{2}R\), \(\Delta T = 20\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T = 3 \cdot \frac{5}{2}R \cdot 20 \approx 1256\ \text{J}\).

22. ຊອກຫາການປ່ຽນແປງຂອງ entropy ສຳລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ isobaric, \(n = 1\ \text{mol}\), \(C_p = \frac{7}{2}R\), \(\Delta T = 30\ \text{K}\), \(T_1 = 250\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta S = nC_p\ln\frac{T_2}{T_1} = \frac{7}{2}R\ln\frac{280}{250}\).

23. ກຳນົດການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນໃນຂະບວນການ isobaric, \(P = 6\ \text{bar}\), \(\Delta V = 4\ \text{m}^3\), \(n = 3\ \text{mol}\), \(C_p = \frac{3}{2}R\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = P\Delta V + nC_p\Delta T = 6 \ຄູນ 4 + 3 \cdot \frac{3}{2}R\Delta T\).

24. ຄິດໄລ່ວຽກງານທີ່ເຮັດໄດ້ໂດຍລະບົບໃນການຂະຫຍາຍຕົວແບບໄອໂຊບາຣິກດ້ວຍ \(P = 8\ \text{bar}\), \(\Delta V = 3\ \text{m}^3\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 8 \ຄູນ 3 = 24\ \text{bar m}^3\).

25. ກຳນົດການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບຂະບວນການ isobaric ບ່ອນທີ່ \(n = 2\ \text{mol}\), \(C_v = \frac{7}{2}R\), \(\Delta T = -10\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T = 2 \cdot \frac{7}{2}R \cdot (-10) \approx -878\ \text{J}\).

26. ຊອກຫາການປ່ຽນແປງຂອງ entropy ສຳລັບອາຍແກັສອຸດົມຄະຕິ diatomic ໃນການບີບອັດ isobaric, \(n = 1.5\ \text{mol}\), \(T_1 = 350\ \text{K}\), \(\Delta T = -40\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta S = nC_p\ln\frac{T_2}{T_1} = 1.5 \cdot \frac{7}{2}R\ln\frac{310}{350}\).

27. ກຳນົດການຖ່າຍໂອນຄວາມຮ້ອນສຳລັບ 2 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວແບບໄອໂຊບາຣິກ, \(P = 5\ \text{bar}\), \(\Delta V = 6\ \text{m}^3\), \(C_p = \frac{5}{2}R\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(Q = P\Delta V + nC_p\Delta T = 5 \ຄູນ 6 + 2 \cdot \frac{5}{2}R\Delta T\).

28. ຄິດໄລ່ວຽກທີ່ເຮັດໃນລະບົບໃນການບີບອັດແບບໄອໂຊບາຣິກດ້ວຍ \(P = 9\ \text{atm}\), \(\Delta V = -3\ \text{L}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(W = P\Delta V = 9 \times (-3) = -27\ \text{L·atm}\).

29. ກຳນົດການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນສຳລັບ 3 ໂມລຂອງອາຍແກັສທີ່ກຳລັງດຳເນີນຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ, \(C_v = \frac{3}{2}R\), \(\Delta T = 15\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta U = nC_v\Delta T = 3 \cdot \frac{3}{2}R \cdot 15 \approx 564\ \text{J}\).

30. ຊອກຫາການປ່ຽນແປງຂອງ entropy ໃນການຂະຫຍາຍຕົວ isobaric, \(n = 4\ \text{mol}\), \(C_p = \frac{5}{2}R\), \(\Delta T = 25\ \text{K}\), \(T_1 = 300\ \text{K}\).
ວິທີແກ້ໄຂ: \(\Delta S = nC_p\ln\frac{T_2}{T_1} = 4 \cdot \frac{5}{2}R\ln\frac{325}{300}\).