5 примеров применения первого закона термодинамики к изотермическим процессам (при постоянной температуре)
1. На графике ниже показан идеальный газ, подвергающийся воздействию изотермический процесс (подход). Работа, совершаемая газом в процессе AB, равна…
Обсуждение
Выполненная работа = площадь под кривой AB = площадь треугольника + площадь прямоугольника
W = [½ (8 x 105–4 х 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2 г.)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 Джоуль
Работа, совершаемая газом в процессе АБ, равна 12 x 10¹⁰.5 Джоуль
2. Работа, совершаемая идеальным газом в процессе ABC, равна…
Обсуждение
Известен :
Давление 1 (P)1) = 10 х 105 Н / м2
Давление 1 (P)1) = 5 х 105 Н / м2
Том 1 (V)1) = 10 литр = 10 дм3 = 10 x 10-3 m3
Том 2 (V)2) = 30 литр = 30 дм3 = 30 x 10-3 m3
Задан вопрос Работа, совершаемая газом в процессе ABC
Джаваб :
В процессе BC объем остается постоянным, поэтому газ не совершает работы. Газ совершает работу только в процессе AB, поскольку происходит изменение объема. Следовательно, работа, совершаемая газом в процессе ABC, равна работе, совершаемой газом в процессе AB.
Работа, совершаемая газом, равна площади под кривой AB = площади треугольника + площади прямоугольника.
W = [½(10×105–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20 г.)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
W = 150 x 105 Джоуль
W = 1,5 x 107 Джоуль
3. Газ подвергается изотермическому процессу. Количество теплоты, которое необходимо поглотить газу для совершения работы в 5000 Джоулей, составляет…
Обсуждение
Известен :
Работа (W) = 5000 Джоулей
Задан вопрос Поглощенное тепло (Q)
Джаваб :
Изотермический процесс, упомянутый в этом вопросе, является термодинамическим процессом, в котором температура остается постоянной. Связь между температурой (T) и изменением внутренней энергии газа выражается следующим уравнением:
Если температура постоянна, то изменение температуры равно нулю. Следовательно, изменение внутренней энергии равно нулю. Применение первого закона термодинамики дает следующие результаты.
Первый закон термодинамики :
Если изменение внутренней энергии (U) равно нулю, то количество теплоты (Q), поглощенное газом, равно работе, совершаемой газом (W). При поглощении тепла газ получает дополнительную энергию, которая используется газом для совершения работы.
Таким образом, количество теплоты, поглощенное газом, равно работе, совершенной газом, и составляет 5000 Джоулей.
4. На рисунке ниже показан график зависимости давления (P) от объема (V) газа, подвергающегося изотермическому процессу. Количество теплоты, поглощенной газом в процессе AB, равно…
Обсуждение
Известен :
Давление 1 (P)1) = 5 атм = 5 x 105 Pa
Давление 2 (P)2) = 10 атм = 10 x 105 Pa
Том 1 (V)1) = 2 м3
Том 2 (V)2) = 6 м3
Задан вопрос Тепло (Q), поглощенное газом в процессе AB
Джаваб :
Изотермический процесс = постоянная температура. Если температура остается постоянной, изменение температуры равно нулю. Если изменение температуры равно нулю, изменение внутренней энергии равно нулю. Связь между изменением температуры и изменением внутренней энергии в газе выражается следующим уравнением:
Применение первого закона термодинамики позволяет получить следующие результаты:
Если изменение температуры равно нулю, то количество теплоты, поглощенное газом, равно работе, совершаемой газом. Чтобы найти количество теплоты, поглощенной газом в процессе AB, мы вычисляем работу, совершаемую газом, на основе графика, представленного выше.
Работа, совершаемая газом, равна площади под кривой AB = площади треугольника + площади прямоугольника.
W = ½ (P2 - П1)(В2 - V1) + П1(V2 - V1)
W = ½ (10 x 105 - 5 х 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
W = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105) (4)
W = ½ (20 x 105) + (20 х 105)
W = (10 x 105) + (20 х 105)
W = 30 x 105 Джоуль
W = 30 атм
Теплота (Q), поглощенная газом в процессе AB, равна работе, совершаемой газом в процессе AB, = 30 x 10⁻³.5 Джоуль = 30 атмосфер.
5. В термодинамике идеальный газ подвергается изотермическому процессу, если…
А. При изменении состояния газа температура всегда остается постоянной.
В. Все молекулы движутся с разной скоростью.
C. Во всех газовых условиях температура всегда изменяется.
Дон Suhu чем выше скорость молекулы
Давление и объем газа не изменяются.
Обсуждение
Изотермический Изотермический режим означает постоянную температуру.
Правильный ответ — А.
