6 Przykładowe pytania dotyczące zastosowania pierwszej zasady termodynamiki do procesów izobarycznych (stałe ciśnienie)
1. Wykres ciśnienia (P) – objętości (V) gazu poddanego procesowi izobarycznemu. Praca wykonana przez gaz w procesie AB wynosi…
Pembahasan
Wiadomo, że :
Ciśnienie (P) = 5 x 105 N / m2
Objętość początkowa (V1) = 2 m3
Objętość końcowa (V2) = 6 m3
Zapytano :praca wykonana w procesie AB
Odpowiedź :
W = P (V2 - V1)
Sz = (5 x 105)(6 – 2) = (5 x 105) (4)
Szer. = 20 x 105 = 2 x 106 Dżul
2. Różnica pracy wykonanej przez gaz w procesach AB i CD wynosi…
Pembahasan
Wiadomo, że :
Proces izobaryczny AB :
Ciśnienie (P) = 6 atm = 6 x 105 N / m2
Objętość początkowa (V1) = 1 litr = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3
Objętość końcowa (V2) = 3 litr = 3 dm3 = 3 x 10-3 m3
Proces izobaryczny CD :
Ciśnienie (P) = 4 atm = 4 x 105 N / m2
Objętość początkowa (V1) = 2 litr = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3
Objętość końcowa (V2) = 5 litr = 5 dm3 = 5 x 10-3 m3
Zapytano :Różnica pracy wykonanej przez gaz w procesach AB i CD
Odpowiedź :
Praca wykonana przez gaz w procesie AB:
W = P (V2 - V1)
Sz = (6 x 105)(3 x 10-3 - 1 x 10-3)
Sz = (6 x 105)(2 x 10-3)
Szer. = 12 x 102 = 1200 dżule
Praca wykonana przez gaz w procesie CD:
W = P (V2 - V1)
Sz = (4 x 105)(5 x 10-3 - 2 x 10-3)
Sz = (4 x 105)(3 x 10-3)
Szer. = 12 x 102 = 1200 dżule
Różnica pracy wykonanej przez gaz w procesach AB i CD wynosi 1200 – 1200 = 0.
3. Praca wykonana przez gaz w procesie ABC wynosi…
Pembahasan
Wiadomo, że :
Ciśnienie 1 (P1) = 6 x 105 Pascal = 6 x 105 N / m2
Ciśnienie 2 (P2) = 3 x 105 Pascal = 3 x 105 N / m2
Tom 1 (V1) = 2 cm3 = 2 x 10-6 m3
Tom 2 (V2) = 6 cm3 = 6 x 10-6 m3
Zapytano :Wysiłki podjęte w ramach procesu ABC.
Odpowiedź :
W procesie AB objętość jest stała, więc gaz nie wykonuje żadnej pracy. Gaz wykonuje pracę tylko w procesie BC. Zatem praca w procesie ABC równa się pracy w procesie BC.
W = P2 (V2 - V1)
Sz = (3 x 105)(6 x 10-6 - 2 x 10-6)
Sz = (3 x 105)(4 x 10-6)
Szer. = 12 x 10-1
W = 1,2 dżuli
Praca wykonana w procesie ABC = 1,2 dżula.
4. Prawidłowe stwierdzenie dotyczące procesów termodynamicznych to…
A. Proces izobaryczny to proces zmiany gazu przy stałym ciśnieniu.
B. Proces izobaryczny to proces przemiany gazu przy stałej temperaturze.
C. Proces izochoryczny to proces zmiany gazu przy stałym ciśnieniu.
D. Izoterma to proces zmiany gazu przy stałej objętości.
E. Proces izochoryczny to proces przemiany gazu przy stałej temperaturze.
Pembahasan
Izobaryczny = stałe ciśnienie
Izochoryczny = stała objętość
Izotermiczny = stała temperatura
Prawidłowa odpowiedź to A.
5. Porównanie wysiłków w procesach I i II na podstawie poniższego wykresu przedstawia się następująco...
Odp. 4: 3
B.3 : 4
C.2 : 3
D.1 : 2
E.1 : 3
Dyskusja:
Wiadomo, że :
Proces I: P = 15 N/m2, V1 = 15 m3, V2 = 35 m3
Proces II: P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45 m3
Zapytano :
Porównanie wysiłku (W) procesu I i procesu II?
Odpowiedź :
Prawidłowa odpowiedź to B.
6. Diagram PV helu przechodzącego proces termodynamiczny przedstawiono na poniższym rysunku! Praca wykonana przez hel w procesie ABC wynosi…
A. 400 kJ
B. 500 kJ
ok. 600 kJ
D.800 kJ
E. 1000 kJ
Dyskusja:
Wiadomo, że :
P1 = 2 x 105 N / m2
P2 = 1 x 105 N / m2
V1 = 5 m3
V2 = 15 m3
Zapytano :
Praca (W) w procesie ABC?
Odpowiedź :
Praca jest wykonywana tylko wtedy, gdy objętość gazu wzrasta. W procesie AB objętość gazu pozostaje stała, więc hel nie wykonuje żadnej pracy. W procesie BC objętość gazu wzrasta, więc hel wykonuje pracę.
