5 eksempler på anvendelse av termodynamikkens første lov på isotermiske prosesser (konstant temperatur)
1. Grafen nedenfor viser en ideell gass som gjennomgår isotermisk prosess (tilnærming). Arbeidet som gassen gjør i prosess AB er…
Diskusjon
Utført arbeid = areal under kurven AB = areal av trekant + areal av rektangel
B = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
B = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
B = 12 x 105 Joule
Arbeidet gassen gjør i AB-prosessen = 12 x 105 Joule
2. Arbeidet utført av en ideell gass i prosess ABC er…
Diskusjon
Det er kjent :
Trykk 1 (P1) = 10 x 105 N / m2
Trykk 1 (P1) = 5 x 105 N / m2
Bind 1 (V1) = 10 liter = 10 dm3 = 10 x 10-3 m3
Bind 2 (V2) = 30 liter = 30 dm3 = 30 x 10-3 m3
Spurt Arbeid utført av gass i prosess ABC
Jawab :
I prosess BC forblir volumet konstant, så gassen utfører ikke noe arbeid. Gassen utfører bare arbeid i prosess AB fordi det er en volumendring. Derfor er arbeidet utført av gassen i prosess ABC = arbeidet utført av gassen i prosess AB.
Arbeid utført av gass = arealet under kurven AB = arealet av trekant + arealet av rektangelet.
W = [½(10×105–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
B = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
B = 150 x 105 Joule
B = 1,5 x 107 Joule
3. En gass gjennomgår en isotermisk prosess. Mengden varme som må absorberes for at gassen skal utføre 5000 joule arbeid er…
Diskusjon
Det er kjent :
Arbeid (W) = 5000 joule
Spurt Varmeabsorbert (Q)
Jawab :
Den isotermiske prosessen som det refereres til i dette spørsmålet er en termodynamisk prosess der temperaturen forblir konstant. Forholdet mellom temperatur (T) og endringen i en gass' indre energi uttrykkes ved følgende ligning:
Hvis temperaturen er konstant, er temperaturendringen null. En temperaturendring er null, derfor er endringen i indre energi null. Ved å anvende termodynamikkens første lov får man følgende resultater.
Termodynamikkens første lov :
Hvis endringen i indre energi (U) er null, er varmen (Q) som absorberes av gassen lik arbeidet som utføres av gassen (W). Når en gass absorberer varme, får gassen ekstra energi, og denne ekstra energien brukes av gassen til å utføre arbeid.
Så varmen som absorberes av gassen = arbeidet utført av gassen = 5000 joule.
4. Grafen for trykk (P) mot volum (V) av en gass som gjennomgår en isotermisk prosess er vist i figuren nedenfor. Mengden varme som absorberes av gassen i prosess AB er…
Diskusjon
Det er kjent :
Trykk 1 (P1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
Trykk 2 (P2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
Bind 1 (V1) = 2 meter3
Bind 2 (V2) = 6 meter3
Spurt Varme (Q) absorbert av gass i prosess AB
Jawab :
Isotermisk = konstant temperatur. Hvis temperaturen forblir konstant, er temperaturendringen null. Hvis temperaturendringen er null, er endringen i indre energi null. Forholdet mellom temperaturendring og indre energiendring i en gass uttrykkes ved følgende ligning:
Hvis man anvender termodynamikkens første lov, oppnås følgende resultater:
Hvis temperaturendringen er null, er varmen som absorberes av gassen lik arbeidet som utføres av gassen. For å finne varmen som absorberes av gassen i prosess AB, beregner vi arbeidet som utføres av gassen basert på grafen ovenfor.
Arbeid utført av gass = arealet under kurven AB = arealet av trekant + arealet av rektangelet.
W = ½ (P2 - P1)(V2 - V1) + P1(V2 - V1)
B = ½ (10 x 105 - 5 x 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
B = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105) (4)
B = ½ (20 x 105) + (20 x 105)
W = (10 x 105) + (20 x 105)
B = 30 x 105 Joule
W = 30 atm
Varme (Q) absorbert av gass i prosess AB = arbeid utført av gassen i prosess AB = 30 x 105 Joule = 30 atmosfærer.
5. I termodynamikk gjennomgår en ideell gass en isotermisk prosess hvis...
A. endringer i gasstilstanden, temperaturen forblir alltid konstant
B. alle molekyler beveger seg med ulik hastighet
C. Alle gassforhold endrer alltid temperatur
D. på wow jo høyere molekylhastighet
E. gasstrykk og volum endres ikke
Diskusjon
Isotermisk eller isotermisk betyr konstant temperatur.
Det riktige svaret er A.
