ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກ: ໄອໂຊເທີມອລ ອາເດຍແບຕິກ ໄອໂຊຄໍຣິກ ໄອໂຊບາຣິກ

ບົດຄວາມ ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກ: ໄອໂຊເທີມອລ ອາເດຍແບຕິກ ໄອໂຊຄໍຣິກ ໄອໂຊບາຣິກ

ມີຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກສີ່ຢ່າງຄື: ຂະບວນການໄອໂຊເທີມອລ, ຂະບວນການໄອໂຊຄໍຣິກ, ຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ ແລະ ຂະບວນການອາເດຍແບຕິກ.

ຂະບວນການໄອໂຊເທີມ (ອຸນຫະພູມຄົງທີ່)

ໃນຂະບວນການໄອໂຊເທີມ, ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບຈະຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່. ໃນທາງທິດສະດີ, ລະບົບທີ່ຖືກວິເຄາະແມ່ນອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມ. ອຸນຫະພູມອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບພະລັງງານອາຍແກັສພາຍໃນທີ່ເໝາະສົມ (U = 3/2 n RT). T ບໍ່ປ່ຽນແປງ, ສະນັ້ນ U ຈະບໍ່ປ່ຽນແປງເຊັ່ນກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຖ້ານຳໃຊ້ກັບຂະບວນການໄອໂຊເທີມ, ກົດເກນທຳອິດຂອງສົມຜົນເທີໂມໄດນາມິກຈະກາຍເປັນ:

ΔU = Q – W

ພະລັງງານພາຍໃນບໍ່ປ່ຽນແປງ, ສະນັ້ນ Δຢູ = 0.

0 = Q – W

Q = W

ອີງຕາມສົມຜົນນີ້, ໃນຂະບວນການ isothermal (ອຸນຫະພູມຄົງທີ່), ຄວາມຮ້ອນ (Q) ທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບຈະຖືກໃຊ້ໂດຍລະບົບເພື່ອປະຕິບັດວຽກງານ (W).

ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ ແລະ ປະລິມານຂອງລະບົບໃນຂະບວນການ isothermal ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍກຣາຟຂ້າງລຸ່ມນີ້:

ປະລິມານລະບົບທຳອິດ = V₁ (ປະລິມານໜ້ອຍ) ແລະ ຄວາມດັນຂອງລະບົບ = P₁ (ຄວາມກົດດັນສູງ). ເພື່ອໃຫ້ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບຄົງທີ່ ຫຼັງຈາກນັ້ນຫຼັງຈາກຄວາມຮ້ອນຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ, ລະບົບຈະຂະຫຍາຍອອກ ແລະ ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສິ່ງແວດລ້ອມ. ຫຼັງຈາກລະບົບເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສິ່ງແວດລ້ອມ, ປະລິມານຂອງລະບົບຈະປ່ຽນເປັນ V₂ (ປະລິມານຂອງລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ) ແລະ ຄວາມກົດດັນຂອງລະບົບປ່ຽນເປັນ P₂ (ຄວາມດັນຂອງລະບົບຫຼຸດລົງ). ຮູບຮ່າງຂອງກຣາຟແມ່ນໂຄ້ງເພາະວ່າຄວາມດັນຂອງລະບົບບໍ່ປ່ຽນແປງເປັນປະຈຳໃນລະຫວ່າງຂະບວນການ. ປະລິມານວຽກທີ່ເຮັດແລ້ວຂອງລະບົບ = ພື້ນທີ່ຮົ່ມ.

ຂະບວນການອາເດຍແບຕິກ

ໃນຂະບວນການອາເດຍແບຕິກ, ບໍ່ມີຄວາມຮ້ອນເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ ຫຼື ອອກຈາກລະບົບ (Q = 0). ຂະບວນການອາເດຍແບຕິກສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ໃນລະບົບປິດທີ່ໂດດດ່ຽວດີ. ສຳລັບລະບົບປິດທີ່ມີການສນວນກັນຄວາມຮ້ອນດີ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະບໍ່ມີຄວາມຮ້ອນໄຫຼເຂົ້າສູ່ລະບົບ ຫຼື ອອກຈາກລະບົບ. ຂະບວນການອາເດຍແບຕິກຍັງສາມາດເກີດຂຶ້ນໄດ້ໃນລະບົບປິດທີ່ບໍ່ໄດ້ໂດດດ່ຽວ.

ໃນກໍລະນີນີ້, ຂະບວນການຕ້ອງເຮັດຢ່າງວ່ອງໄວເພື່ອບໍ່ໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໄຫຼໄປສູ່ລະບົບ ຫຼື ອອກຈາກລະບົບ. ຖ້ານຳໃຊ້ກັບຂະບວນການ adiabatic, ກົດເກນທຳອິດຂອງສົມຜົນເທີໂມໄດນາມິກຈະປ່ຽນແປງ:

ΔU = Q – W

ບໍ່ມີຄວາມຮ້ອນເຂົ້າ ຫຼື ອອກຈາກລະບົບ, ສະນັ້ນ Q = 0.

ΔU = 0 – W

Δຢູ = -W

ຖ້າລະບົບຖືກກົດດັນຢ່າງໄວວາ (ວຽກງານຖືກເຮັດໃນລະບົບ), ຫຼັງຈາກນັ້ນວຽກງານຈະເປັນລົບ. ເນື່ອງຈາກວ່າ W ເປັນລົບ, ຫຼັງຈາກນັ້ນ U ເປັນບວກ (ພະລັງງານໃນລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ). ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າລະບົບຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາ (ລະບົບເຮັດວຽກ), ຫຼັງຈາກນັ້ນ W ເປັນບວກ. ເນື່ອງຈາກ W ເປັນບວກ, U ເປັນລົບ (ພະລັງງານໃນລະບົບຫຼຸດລົງ). ພະລັງງານໃນລະບົບ (ອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມ) ແມ່ນສັດສ່ວນກັບອຸນຫະພູມ (U = 3/2 n RT), ດັ່ງນັ້ນຖ້າພະລັງງານໃນລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບກໍ່ຈະເພີ່ມຂຶ້ນເຊັ່ນກັນ. ໃນທາງກັບກັນ, ຖ້າພະລັງງານໃນລະບົບຫຼຸດລົງ, ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບຈະຫຼຸດລົງ.

ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນຂອງລະບົບ ແລະ ປະລິມານໃນຂະບວນການ adiabatic ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍກຣາຟຂ້າງລຸ່ມນີ້:

ເສັ້ນໂຄ້ງອາເດຍແບຕິກໃນກຣາຟນີ້ (ເສັ້ນໂຄ້ງ 1-2) ຊັນກວ່າເສັ້ນໂຄ້ງໄອໂຊເທີມ (ເສັ້ນໂຄ້ງ 1-3). ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມຊັນນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ສຳລັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງປະລິມານດຽວກັນ, ຄວາມດັນຂອງລະບົບຈະຫຼຸດລົງຫຼາຍໃນຂະບວນການອາເດຍແບຕິກກ່ວາຂະບວນການໄອໂຊເທີມ. ຄວາມດັນຂອງລະບົບຈະຫຼຸດລົງຫຼາຍໃນຂະບວນການອາເດຍແບຕິກ ເພາະວ່າເມື່ອການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອາເດຍແບຕິກເກີດຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບກໍ່ຫຼຸດລົງເຊັ່ນກັນ. ອຸນຫະພູມແມ່ນສັດສ່ວນກັບຄວາມດັນ, ດັ່ງນັ້ນຖ້າອຸນຫະພູມຂອງລະບົບຫຼຸດລົງ, ຄວາມດັນຂອງລະບົບກໍ່ຫຼຸດລົງເຊັ່ນກັນ. ກົງກັນຂ້າມກັບຂະບວນການໄອໂຊເທີມ, ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບຈະຄົງທີ່ສະເໝີ. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນຂະບວນການໄອໂຊເທີມ, ອຸນຫະພູມບໍ່ມີອິດທິພົນຕໍ່ການຫຼຸດລົງຂອງຄວາມດັນ.

ຕົວຢ່າງໜຶ່ງຂອງຂະບວນການ adiabatic ເກີດຂຶ້ນໃນເຄື່ອງຈັກເຜົາໄໝ້ພາຍໃນ, ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຈັກກາຊວນ ແລະ ເຄື່ອງຈັກນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ. ໃນເຄື່ອງຈັກກາຊວນ, ອາກາດຖືກໃສ່ເຂົ້າໄປໃນກະບອກສູບ, ແລະ ອາກາດພາຍໃນກະບອກສູບຖືກກົດຢ່າງໄວວາໂດຍໃຊ້ລູກສູບ (ວຽກແມ່ນເຮັດດ້ວຍອາກາດ). ຂະບວນການບີບອັດ adiabatic (ການຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານລະບົບ) ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍເສັ້ນໂຄ້ງ 2-1. ເນື່ອງຈາກຄວາມດັນ adiabatic ຢ່າງໄວວາ, ອຸນຫະພູມຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ນ້ຳມັນກາຊວນຖືກສີດເຂົ້າໄປໃນກະບອກສູບຜ່ານຫົວສີດ, ແລະ ສ່ວນປະສົມຈະຖືກກະຕຸ້ນທັນທີ. ໃນເຄື່ອງຈັກນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ, ສ່ວນປະສົມຂອງອາກາດ ແລະ ນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟຖືກໃສ່ເຂົ້າໄປໃນກະບອກສູບ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນຖືກກົດຢ່າງໄວວາໂດຍໃຊ້ລູກສູບ. ເນື່ອງຈາກມັນຖືກຍູ້ຢ່າງໄວວາ adiabatic, ອຸນຫະພູມຈະເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ຫົວທຽນໄຟຈະຕິດໄຟເພື່ອໃຫ້ຂະບວນການເຜົາໄໝ້ເກີດຂຶ້ນ.

ຂະບວນການ Isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່)

ໃນຂະບວນການ Isochoric, ປະລິມານຂອງລະບົບຈະຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່. ເນື່ອງຈາກປະລິມານຂອງລະບົບຄົງທີ່ສະເໝີ, ລະບົບຈຶ່ງບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສະພາບແວດລ້ອມໄດ້. ສະພາບແວດລ້ອມກໍ່ບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກກ່ຽວກັບລະບົບໄດ້ເຊັ່ນກັນ. ຖ້ານຳໃຊ້ກັບຂະບວນການ isochoric, ກົດເກນທຳອິດຂອງສົມຜົນ thermodynamic ຈະປ່ຽນເປັນ:

ΔU = Q – W

ລະບົບບໍ່ໄດ້ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສະພາບແວດລ້ອມ, ສະນັ້ນ W = 0

ΔU = Q – 0

ΔU = Q

ຈາກຜົນໄດ້ຮັບນີ້, ພວກເຮົາສາມາດສະຫຼຸບໄດ້ວ່າໃນຂະບວນການ isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່), ຄວາມຮ້ອນ (Q) ທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມພະລັງງານໃນລະບົບ. ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນຂອງລະບົບ ແລະ ປະລິມານໃນຂະບວນການ isochoric ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍກຣາຟຂ້າງລຸ່ມນີ້:

ໃນຕອນທຳອິດ, ຄວາມດັນຂອງລະບົບ = p₁ (ຄວາມກົດດັນໜ້ອຍ). ຄວາມຮ້ອນເພີ່ມເຕີມຂອງລະບົບເຮັດໃຫ້ພະລັງງານໃນລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ. ເມື່ອພະລັງງານໃນລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ, ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບ (ອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມ) ຈະເພີ່ມຂຶ້ນ (U = 3/2 n RT). ອຸນຫະພູມແມ່ນສັດສ່ວນໂດຍກົງກັບຄວາມກົດດັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຖ້າອຸນຫະພູມຂອງລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມດັນຂອງລະບົບຈະເພີ່ມຂຶ້ນ (p₂). ເນື່ອງຈາກປະລິມານລະບົບຄົງທີ່, ຈຶ່ງບໍ່ມີວຽກເຮັດ (ບໍ່ມີພື້ນທີ່ຮົ່ມ).

ໃນຂະບວນການ isochoric, ລະບົບບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສະພາບແວດລ້ອມໄດ້. ເຊັ່ນດຽວກັນ, ສະພາບແວດລ້ອມບໍ່ສາມາດເຮັດວຽກກ່ຽວກັບລະບົບໄດ້. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າ, ໃນຂະບວນການ isochoric, ປະລິມານຂອງລະບົບຈະຄົງທີ່ສະເໝີ. ມີວຽກບາງປະເພດທີ່ບໍ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງປະລິມານ. ສະນັ້ນ, ເຖິງແມ່ນວ່າປະລິມານຂອງລະບົບບໍ່ປ່ຽນແປງ, ວຽກງານຍັງສາມາດເຮັດໄດ້ໃນລະບົບ. ຕົວຢ່າງ, ມີພັດລົມ + ແບັດເຕີຣີຢູ່ໃນພາຊະນະທີ່ປິດ. ພັດລົມສາມາດໝຸນໄດ້ໂດຍໃຊ້ພະລັງງານຈາກແບັດເຕີຣີ. ໃນກໍລະນີນີ້, ພັດລົມ, ແບັດເຕີຣີ, ແລະອາກາດພາຍໃນພາຊະນະຖືກພິຈາລະນາເປັນລະບົບ.

ເມື່ອພັດລົມໝຸນ, ພັດລົມຈະເຮັດວຽກ, ໂດຍມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ໃນພາຊະນະ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ພະລັງງານຈົນຂອງພັດລົມຈະປ່ຽນເປັນພະລັງງານໃນອາກາດ. ແນ່ນອນວ່າພະລັງງານໄຟຟ້າໃນແບັດເຕີຣີຈະຫຼຸດລົງເພາະວ່າມັນໄດ້ປ່ຽນຮູບຮ່າງເປັນພະລັງງານໃນອາກາດ. ຕົວຢ່າງນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າໃນຂະບວນການ isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່ສະເໝີ), ວຽກງານຍັງສາມາດເຮັດໄດ້ໃນລະບົບ (ວຽກງານທີ່ບໍ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງປະລິມານ).

ຂະບວນການໄອໂຊບາຣິກ (ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່)

ໃນຂະບວນການ isobaric, ຄວາມດັນຂອງລະບົບຈະຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່. ເນື່ອງຈາກຄວາມດັນຄົງທີ່, ພະລັງງານພາຍໃນຈຶ່ງປ່ຽນໄປ (ΔU), ຄວາມຮ້ອນ (Q) ແລະ ວຽກ (W) ໃນຂະບວນການ isobaric ບໍ່ແມ່ນສູນ. ດັ່ງນັ້ນ, ສູດ thermodynamics ກົດເກນທຳອິດຈຶ່ງບໍ່ໄດ້ປ່ຽນແປງ.

ΔU = Q−W

ການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມກົດດັນ ແລະ ປະລິມານອາຍແກັສໃນຂະບວນການ isobaric ແມ່ນສະແດງໃຫ້ເຫັນໂດຍກຣາຟຂ້າງລຸ່ມນີ້:

ທຳອິດ, ປະລິມານລະບົບ = V₁ (ປະລິມານໜ້ອຍ). ເນື່ອງຈາກຄວາມດັນຖືກຮັກສາໄວ້ຄົງທີ່, ດັ່ງນັ້ນຫຼັງຈາກເພີ່ມຄວາມຮ້ອນເຂົ້າໃນລະບົບ, ລະບົບຈະຂະຫຍາຍອອກ ແລະ ເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສິ່ງແວດລ້ອມ. ຫຼັງຈາກເຮັດວຽກກ່ຽວກັບສະພາບແວດລ້ອມ, ປະລິມານຂອງລະບົບຈະປ່ຽນເປັນ V₂ (ປະລິມານຂອງລະບົບເພີ່ມຂຶ້ນ). ປະລິມານວຽກ (W) ທີ່ເຮັດແລ້ວຂອງລະບົບ = ພື້ນທີ່ຮົ່ມ.

ຄຳ ຖາມທີ 1:

ເສັ້ນໂຄ້ງ 1-2 ໃນສອງແຜນວາດຂ້າງລຸ່ມນີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອາຍແກັສ (ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງປະລິມານອາຍແກັສ) ທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນແບບອາເດຍບາຕິກ ແລະ ໄອໂຊເທີມ. ໃນຂະບວນການໃດ, ວຽກງານທີ່ປະຕິບັດໂດຍອາຍແກັສມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ?

ວຽກງານທີ່ປະຕິບັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ adiabatic ແມ່ນໜ້ອຍກວ່າວຽກງານທີ່ປະຕິບັດໂດຍອາຍແກັສໃນຂະບວນການ isothermal. ພື້ນທີ່ຮົ່ມ = ວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍອາຍແກັສໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຂະຫຍາຍຕົວ (ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງປະລິມານອາຍແກັສ). ພື້ນທີ່ຮົ່ມໃນຂະບວນການ adiabatic ແມ່ນໜ້ອຍກວ່າພື້ນທີ່ຮົ່ມຂອງຂະບວນການ isothermal.

ຄຳ ຖາມທີ 2:

ຂະບວນການທາງເທີໂມໄດນາມິກແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນແຜນວາດຂ້າງລຸ່ມນີ້. ເສັ້ນໂຄ້ງ ab ແລະ dc = ຂະບວນການ isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່). ເສັ້ນໂຄ້ງ bc ແລະ ad = ຂະບວນການ isobaric (ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່). ໃນຂະບວນການ ab, ຄວາມຮ້ອນ (Q) 600 Joules ຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ. ໃນຂະບວນການ bc, ຄວາມຮ້ອນ (Q) 800 Joules ຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ.

ກ) ການປ່ຽນແປງພະລັງງານໃນຂະບວນການ ab

ຂ) ການປ່ຽນແປງພະລັງງານໃນຂະບວນການ abc

ຄ) ຄວາມຮ້ອນທັງໝົດທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນຂະບວນການ ADC

P₁ = 2 x 10⁵ Pa = 2 x 10⁵ N / ແມັດ²

P₂ = 4 x 10⁵ Pa = 4 x 10⁵ N / ແມັດ²

V₁ = 2 ລິດ = 2 dm³ = 2 x 10^-3 m³

V₂ = 4 ລິດ = 2 dm³ = 4 x 10^-3 m³

ການແກ້ໄຂ

ກ) ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນໃນຂະບວນການ ab

ໃນຂະບວນການ ab, ຄວາມຮ້ອນ 600 J ຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ. ຂະບວນການ ab = ຂະບວນການ isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່). ໃນຂະບວນການ isochoric, ການເພີ່ມຄວາມຮ້ອນໃນລະບົບພຽງແຕ່ເພີ່ມພະລັງງານໃນລະບົບເທົ່ານັ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ພະລັງງານຈະປ່ຽນແປງໃນລະບົບຫຼັງຈາກໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນ:

ΔU = Q

ΔU = 600 J

ຂ) ການປ່ຽນແປງພະລັງງານໃນຂະບວນການ abc

ຂະບວນການ ab = ຂະບວນການ isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່). ໃນຂະບວນການ ab, ຄວາມຮ້ອນ 600 J ຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ. ເນື່ອງຈາກປະລິມານຄົງທີ່, ລະບົບຈຶ່ງບໍ່ມີວຽກເຮັດ.

ຂະບວນການ bc = ຂະບວນການ isobaric (ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່). ໃນຂະບວນການ bc, ຄວາມຮ້ອນ (Q) 800 Joules ຈະຖືກເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບ. ໃນຂະບວນການ isobaric, ລະບົບສາມາດເຮັດວຽກໄດ້. ປະລິມານວຽກທີ່ເຮັດໂດຍລະບົບໃນຂະບວນການ bc (ຂະບວນການ isobaric) ແມ່ນ:

W = P (V₂ - ວ₁) — ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່

W = P₂ (V₂ - ວ₁)

ກ = 4 x 10⁵ ນ / ນ² (4x10^-3 m³ - ຂະ ໜາດ 2 x 10^-3 m³)

ກ = 4 x 10⁵ ນ / ນ² (2x10^-3 m³)

ກ = 8 x 10² Joule

W = 800 ຈູລ

ຄວາມຮ້ອນທັງໝົດທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບໃນຂະບວນການ abc ແມ່ນ:

ຈຳນວນທັງໝົດຂອງ Q = Q ab + Q bc

ທັງໝົດ Q = 600 J + 800 J

ທັງໝົດ Q = 1400 ຈູລ

ວຽກທັງໝົດທີ່ປະຕິບັດໂດຍລະບົບໃນຂະບວນການ abc ແມ່ນ:

ຈຳນວນທັງໝົດຂອງ W = W ab + W bc

ຈຳນວນທັງໝົດຂອງ W = 0 + W bc

ພະລັງງານທັງໝົດ = 0 + 800 ຈູນ

W ທັງໝົດ = 800 Joule

ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນໃນຂະບວນການ abc = 600 J

ຄ) ຄວາມຮ້ອນທັງໝົດທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນຂະບວນການ ADC

ຄວາມຮ້ອນທັງໝົດທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນລະບົບສາມາດຄິດໄລ່ໄດ້ໂດຍສົມຜົນຂ້າງລຸ່ມນີ້:

ΔU = Q – W

Q = ΔU + W

ຄວາມຮ້ອນທັງໝົດທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນຂະບວນການ adc = ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນໃນ adc + ວຽກໃນຂະບວນການ adc.

ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ວຽກມີສ່ວນຮ່ວມໃນການໂອນພະລັງງານລະຫວ່າງລະບົບ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ, ໃນຂະນະທີ່ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນແມ່ນຜົນມາຈາກການໂອນພະລັງງານລະຫວ່າງລະບົບ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ. ດັ່ງນັ້ນ, ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານບໍ່ໄດ້ຂຶ້ນກັບຂະບວນການໂອນພະລັງງານ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຄວາມຮ້ອນ ແລະ ວຽກແມ່ນຂຶ້ນກັບຂະບວນການ. ໃນຂະບວນການ isochoric (ລະບົບປະລິມານຄົງທີ່), ການໂອນພະລັງງານແມ່ນຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງຄວາມຮ້ອນເທົ່ານັ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ວຽກບໍ່ແມ່ນ. ໃນຂະບວນການ isobaric (ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່), ການໂອນພະລັງງານກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຮ້ອນ ແລະ ວຽກ. ເຖິງແມ່ນວ່າບໍ່ຂຶ້ນກັບຂະບວນການ, ພະລັງງານປ່ຽນແປງໄປຕາມສະຖານະເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ສະຖານະຂອງລະບົບສຸດທ້າຍ. ຖ້າສະຖານະເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ສຸດທ້າຍຄືກັນ, ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານແມ່ນຄືກັນສະເໝີ, ເຖິງແມ່ນວ່າຂະບວນການຈະແຕກຕ່າງກັນ.

ສະຖານະເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ສຸດທ້າຍສຳລັບຂະບວນການ abc ໃນກຣາຟຂ້າງເທິງ = ສະຖານະເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ສຸດທ້າຍຂອງຂະບວນການ adc. ດັ່ງນັ້ນ, ການປ່ຽນແປງພະລັງງານພາຍໃນໃນຂະບວນການຂອງ adc = 600 J.

ວຽກທັງໝົດ (W) ທີ່ປະຕິບັດໃນ adc = W ຂະບວນການໃນ ad + W ຂະບວນການໃນ dc.

ຂະບວນການ ad ເປັນຂະບວນການ isobaric (ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່), ໃນຂະນະທີ່ຂະບວນການ dc ເປັນຂະບວນການ isochoric (ປະລິມານຄົງທີ່). ເນື່ອງຈາກປະລິມານຄົງທີ່, ຈຶ່ງບໍ່ມີວຽກທີ່ເຮັດໃນຂະບວນການ dc. ກ່ອນອື່ນໝົດ, ພວກເຮົາຄິດໄລ່ວຽກທີ່ເຮັດໃນຂະບວນການ ad.

W ໂຄສະນາ = P (V₂ - ວີ₁)

ໂຄສະນາ W = P₁ (V₂ - ວີ₁)

ໂຄສະນາ W = 2 x 10⁵ ນ / ນ² (4x10^,3 m³ - 2 x 10^,3 m³)

ໂຄສະນາ W = 2 x 10⁵ ນ / ນ² (2x10^,3 m³)

ໂຄສະນາ W = 4 x 10² Joule

W ໂຄສະນາ = 400 ຈູນ

W ທັງໝົດ = W ໃນຂະບວນການ a-d + W ໃນຂະບວນການ d-c

ພະລັງງານທັງໝົດ = 400 ຈູນ + 0

W ທັງໝົດ = 400 Joule

ດັ່ງນັ້ນ, ປະລິມານຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນຂະບວນການ ADC ແມ່ນ:

Q = ΔU + W

Q = 600 J + 400 J

Q = 1000 J

ຄຳ ຖາມທີ 3:

ນ້ຳ 1 ລິດຈະກາຍເປັນໄອນ້ຳ 1671 ລິດ ເມື່ອຕົ້ມທີ່ຄວາມດັນ 1 atm. ຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານພາຍໃນ ແລະ ວຽກທີ່ນ້ຳເຮັດໄດ້ເມື່ອລະເຫີຍ ... (ຄວາມຮ້ອນຂອງການລະເຫີຍຂອງນ້ຳ = L_V = 22.6 x 10⁵ ຈູນ/ກິໂລກຣາມ)

ການແກ້ໄຂ

ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ = 1000 ກິໂລກຣາມ/ມ3³

ຄວາມຮ້ອນຂອງການລະເຫີຍຂອງນໍ້າ (ລິດ)_V) = 22.6 x 10⁵ ຈູນ / ກິໂລກຣາມ

P = 1 atm = 1.013 x 10⁵ Pa = 1.013 x 10⁵ ນ / ນ²

V₁ = 1 ລິດ = 1 dm³ = 1 x 10^-3 m³ (ປະລິມານນ້ຳ)

V₂ = 1671 ລິດ = 1671 dm³ = 1671 x 10^-3 m³ (ປະລິມານໄອນ້ຳ)

ກ) ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານພາຍໃນ

ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານພາຍໃນ = ຄວາມຮ້ອນທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນນໍ້າລົບດ້ວຍວຽກທີ່ນໍ້າເຮັດເມື່ອລະເຫີຍ. ນັບຄັ້ງທຳອິດ ຄວາມຮ້ອນ (Q) ທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນນໍ້າ ...

Q = ມລ_V

ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ = ມວນສານຂອງນ້ຳ / ປະລິມານຂອງນ້ຳ

ມວນສານນ້ຳ (ມ) = ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງນ້ຳ x ປະລິມານນ້ຳ

ມວນສານນ້ຳ (ມ) = (1000 ກິໂລກຣາມ/ມ)³) (1 x 10^-3 m³)

ມວນສານນ້ຳ (ມ) = (1000 ກິໂລກຣາມ/ມ)³) (0.001 ແມັດ³)

ມວນສານນ້ຳ (ມ) = 1 ກິໂລກຣາມ

Q = (1 ກິໂລກຣາມ) (22.6 x 10⁵ ຈູນ/ກິໂລກຣາມ)

Q = 22.6 x 10⁵ J

ຄິດໄລ່ວຽກ (W) ທີ່ເຮັດໂດຍນໍ້າເມື່ອລະເຫີຍ. ການຕົ້ມນໍ້າເກີດຂຶ້ນທີ່ຄວາມກົດດັນຄົງທີ່ (ຂະບວນການ isobaric).

W = p (V₂ - ວ₁)

ກ = 1.013 x 10⁵ ນ / ນ² (1671x10^-3 m³ - ຂະ ໜາດ 1 x 10^-3 m³)

ກ = 1.013 x 10⁵ ນ / ນ² (1670x10^-3 m³)

ກ = 1691.71 x 10² Joule

ກ = 1.7 x 10⁵ ແຈ່ວ

ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານພາຍໃນຂອງນໍ້າ:

ΔU = Q – W

ΔU = 22.6 x 10⁵ J – 1.7 x 10⁵ J

ΔU = 20.9 x 10⁵ J

ΔU = 21 x 10⁵ J

21 x 10⁵ ຄວາມຮ້ອນຈູນທີ່ເພີ່ມເຂົ້າໃນນໍ້າແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມພະລັງງານພາຍໃນ (ເອົາຊະນະແຮງດຶງລະຫວ່າງໂມເລກຸນທີ່ເຮັດໃຫ້ນໍ້າມີຄວາມຄ່ອງແຄ້ວ). ເວົ້າອີກຢ່າງໜຶ່ງ, 21 x 10⁵ J ໃຊ້ເພື່ອປ່ຽນນໍ້າໃຫ້ເປັນໄອນໍ້າ. ເມື່ອນໍ້າກາຍເປັນໄອນໍ້າແລ້ວ, 1.7 x 105 J ທີ່ເຫຼືອຈະຖືກໃຊ້ເພື່ອເຮັດວຽກ.

ຄຳ ຖາມທີ 4:

ອາຍແກັສ 1 ໂມລໃນກະບອກຈະຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາແບບອາເດຍບາຕິກ. ໃນຕອນທຳອິດ, ອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສ = 1000 K. ຫຼັງຈາກຂະຫຍາຍຕົວ, ອຸນຫະພູມຂອງອາຍແກັສຈະຫຼຸດລົງເປັນ 500 K. ກຳນົດວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍອາຍແກັສ...

ການແກ້ໄຂ

ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງອາຍແກັສເກີດຂຶ້ນໃນແບບອາເດຍແບຕິກ. ໃນຂະບວນການອາເດຍແບຕິກ, ບໍ່ມີຄວາມຮ້ອນເຂົ້າ ຫຼື ອອກຈາກລະບົບ. ດັ່ງນັ້ນ, ວຽກທີ່ປະຕິບັດໃນອາຍແກັສ = ການປ່ຽນແປງພະລັງງານໃນອາຍແກັສ.

ΔU = Q – W ຫຼື W = Q – Δ U → Q = 0

W = 0 – ΔU

W = – ΔU

ພວກເຮົາສາມາດຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງພະລັງງານໃນອາຍແກັສໂດຍໃຊ້ສົມຜົນພະລັງງານໃນອາຍແກັສທີ່ເໝາະສົມ:

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 J

ດັ່ງນັ້ນ, ປະລິມານວຽກງານທີ່ປະຕິບັດໂດຍອາຍແກັສແມ່ນ:

W = – ΔU

W = – (- 6236.25 J)

W = 6236.25 J