5 termodinamikas pirmā likuma piemērošanas piemēri izotermiskiem procesiem (nemainīga temperatūra)
1. Zemāk redzamajā grafikā ir parādīta ideāla gāze, kas atrodas izotermisks process (pieeja). Gāzes paveiktais darbs procesā AB ir…
Diskusija
Paveiktais darbs = laukums zem līknes AB = trijstūra laukums + taisnstūra laukums
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 × 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 × 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
P = 12 x 105 Joule
Gāzes veiktais darbs AB procesā = 12 x 105 Joule
2. Ideālas gāzes paveiktais darbs procesā ABC ir…
Diskusija
Ir zināms :
Spiediens 1 (P1) = 10 x 105 N / m2
Spiediens 1 (P1) = 5 x 105 N / m2
1. sējums (V1) = 10 litrs = 10 dm3 = 10 x 10-3 m3
2. sējums (V2) = 30 litrs = 30 dm3 = 30 x 10-3 m3
Jautāts Gāzes paveiktais darbs procesā ABC
Jawab :
Procesā BC tilpums paliek nemainīgs, tāpēc gāze neveic darbu. Gāze veic darbu tikai procesā AB, jo notiek tilpuma izmaiņas. Tāpēc gāzes veiktais darbs procesā ABC = gāzes veiktais darbs procesā AB.
Gāzes veiktais darbs = laukums zem līknes AB = trijstūra laukums + taisnstūra laukums.
W = [½(10 × 105-5 × 105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 × 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 × 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
P = 150 x 105 Joule
P = 1,5 x 107 Joule
3. Gāze izotermiski mainās. Siltuma daudzums, kas jāabsorbē, lai gāze varētu veikt 5000 džoulu darbu, ir…
Diskusija
Ir zināms :
Darbs (W) = 5000 džouli
Jautāts Absorbētais siltums (Q)
Jawab :
Šajā jautājumā minētais izotermisks process ir termodinamisks process, kurā temperatūra paliek nemainīga. Temperatūras (T) un gāzes iekšējās enerģijas izmaiņu savstarpējo attiecību izsaka šāds vienādojums:
Ja temperatūra ir konstanta, tad temperatūras izmaiņas ir nulle. Temperatūras izmaiņas ir nulle, tāpēc iekšējās enerģijas izmaiņas ir nulle. Piemērojot termodinamikas pirmo likumu, iegūst šādus rezultātus.
Termodinamikas pirmais likums :
Ja iekšējās enerģijas (U) izmaiņas ir nulle, tad gāzes absorbētais siltums (Q) ir vienāds ar gāzes paveikto darbu (W). Kad gāze absorbē siltumu, tā iegūst papildu enerģiju, un šo papildu enerģiju gāze izmanto darba veikšanai.
Tātad gāzes absorbētais siltums = gāzes veiktais darbs = 5000 džouli.
4. Spiediena (P) un tilpuma (V) grafiks gāzei, kas atrodas izotermiskā procesā, ir parādīts zemāk esošajā attēlā. Siltuma daudzums, ko gāze absorbē procesā AB, ir…
Diskusija
Ir zināms :
Spiediens 1 (P1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
Spiediens 2 (P2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
1. sējums (V1) = 2 m3
2. sējums (V2) = 6 m3
Jautāts Siltums (Q), ko gāze absorbē procesā AB
Jawab :
Izoterma = konstanta temperatūra. Ja temperatūra paliek nemainīga, temperatūras izmaiņas ir nulle. Ja temperatūras izmaiņas ir nulle, iekšējās enerģijas izmaiņas ir nulle. Sakarība starp temperatūras izmaiņām un iekšējās enerģijas izmaiņām gāzē ir izteikta ar šādu vienādojumu:
Piemērojot termodinamikas pirmo likumu, iegūst šādus rezultātus:
Ja temperatūras izmaiņa ir nulle, tad gāzes absorbētais siltums ir vienāds ar gāzes paveikto darbu. Lai atrastu gāzes absorbēto siltumu procesā AB, mēs aprēķinām gāzes paveikto darbu, pamatojoties uz iepriekš redzamo grafiku.
Gāzes veiktais darbs = laukums zem līknes AB = trijstūra laukums + taisnstūra laukums.
W = ½ (P2 - P1)(V2 - V1) + P1(V2 - V1)
P = ½ (10 x 105 - 5 x 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
P = ½ (5 x 105)(4) + (5 × 105)(4)
P = ½ (20 x 105) + (20 x 105)
W = (10 x 105) + (20 x 105)
P = 30 x 105 Joule
W = 30 atm
Siltums (Q), ko gāze absorbē procesā AB = gāzes paveiktais darbs procesā AB = 30 x 105 Džouls = 30 atmosfēras.
5. Termodinamikā ideāla gāze izotermiski mainās, ja...
A. mainoties gāzes stāvoklim, temperatūra vienmēr paliek nemainīga
B. visas molekulas pārvietojas ar dažādu ātrumu
C. Visu gāzes apstākļu temperatūra vienmēr mainās
D. ieslēgts temperatūra jo lielāks molekulārais ātrums
E. gāzes spiediens un tilpums nemainās
Diskusija
Izotermisks jeb izotermisks nozīmē nemainīgu temperatūru.
Pareizā atbilde ir A.
