ڪيترن ئي ٿرموڊينامڪ عملن تي ٿرموڊينامڪس جي پهرين قانون جي درخواست تي مضمون
اڳ ۾، اسان ٿرموڊينامڪس جي پهرين قانون تي بحث ڪيو ۽ هڪ نظام پاران ڪيل ڪم جو تجزيو ڪيو . هن ڀيري، اسين چار ٿرموڊينامڪس عملن ۾ ٿرموڊينامڪس جي پهرين قانون جي ڪجهه ايپليڪيشنن جو جائزو وٺنداسين. سوال ۾ چار ٿرموڊينامڪس عمل آئسوٿرمل، آئسوچورڪ، آئسوبارڪ، ۽ ايڊيبيٽڪ آهن. اهي اصطلاح يوناني مان نڪتل آهن.
آئسوٿرمل عمل (مسلسل گرمي پد)
پهرين، اچو ته ٿرموڊائنامڪس جي پهرين قانون جي هڪ آئسوٿرمل عمل تي لاڳو ٿيڻ جو جائزو وٺون. هڪ آئسوٿرمل عمل ۾، نظام جو گرمي پد مستقل رکيو ويندو آهي. اسان نظرياتي طور تي جيڪو نظام تجزيو ڪري رهيا آهيون اهو هڪ مثالي گئس آهي. هڪ مثالي گئس جو گرمي پد سڌو سنئون مثالي گئس جي اندروني توانائي جي متناسب آهي (U = 3/2 nRT). جيئن ته T مستقل رهي ٿو، U پڻ مستقل رهي ٿو. تنهن ڪري، جڏهن هڪ آئسوٿرمل عمل تي لاڳو ٿئي ٿو، ته ٿرموڊائنامڪس جي پهرين قانون جي مساوات بڻجي ٿي:
انهن نتيجن مان اهو نتيجو ڪڍي سگهجي ٿو ته هڪ آئسوٿرمل عمل (مسلسل گرمي پد) ۾، سسٽم ۾ شامل ڪيل گرمي (Q) کي سسٽم ڪم ڪرڻ لاءِ استعمال ڪري ٿو (W).
هڪ آئسوٿرمل عمل ۾ سسٽم جي دٻاءُ ۽ حجم ۾ تبديليون هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل آهن:
شروعات ۾ سسٽم جو مقدار = V1 (ننڍو حجم) ۽ سسٽم جو دٻاءُ = P1 (وڌيڪ دٻاءُ). سسٽم جي گرمي پد کي مستقل رکڻ لاءِ، سسٽم ۾ گرمي شامل ڪرڻ کان پوءِ، سسٽم وڌندو آهي ۽ چوڌاري ڪم ڪندو آهي. سسٽم جي چوڌاري ڪم ڪرڻ کان پوءِ، سسٽم جو حجم V ۾ تبديل ٿي ويندو آهي.2 (سسٽم جو حجم وڌي ٿو) ۽ سسٽم جو دٻاءُ P ۾ تبديل ٿئي ٿو2 (سسٽم جو دٻاءُ گهٽجي ٿو). گراف وکر آهي ڇاڪاڻ ته عمل دوران سسٽم جو دٻاءُ باقاعدي طور تي تبديل نه ٿيندو آهي. سسٽم پاران ڪيل ڪم جي مقدار = ڇانوَ وارو علائقو.
ايڊيبيٽڪ عمل
هڪ اڊيبيٽڪ عمل ۾، نظام ۾ ڪا به گرمي شامل نه ڪئي ويندي آهي يا نه ئي ڇڏي ويندي آهي (Q = 0). اڊيبيٽڪ عمل بند، چڱي طرح الڳ ٿيل نظامن ۾ ٿي سگهن ٿا. هڪ چڱي طرح الڳ ٿيل بند نظام لاءِ، عام طور تي ڪا به گرمي نه هوندي آهي جيڪا نظام ۾ پنهنجي مرضي سان وهندي يا ڇڏيندي آهي. اڊيبيٽڪ عمل بند، غير الڳ ٿيل نظامن ۾ به ٿي سگهن ٿا.
هن صورت ۾، عمل کي تمام تيزي سان انجام ڏيڻ گهرجي ته جيئن گرمي کي نظام ۾ يا ٻاهر نڪرڻ جو وقت نه ملي. جڏهن هڪ ايڊيبيٽڪ عمل تي لاڳو ڪيو ويندو آهي، ته ٿرموڊينامڪس مساوات جو پهريون قانون هن شڪل ۾ تبديل ٿئي ٿو:
جيڪڏهن سسٽم تيزي سان دٻايو وڃي ٿو (سسٽم تي ڪم ڪيو وڃي ٿو)، ته پوءِ ڪم منفي آهي. ڇاڪاڻ ته W منفي آهي، پوءِ U مثبت آهي (سسٽم ۾ توانائي وڌي ٿي). ان جي برعڪس، جيڪڏهن سسٽم تيزي سان وڌندو يا وڌندو آهي (سسٽم ڪم ڪندو آهي)، ته پوءِ W مثبت آهي. ڇاڪاڻ ته W مثبت آهي، پوءِ U منفي آهي (سسٽم ۾ توانائي گهٽجي ٿي). سسٽم ۾ توانائي (مثالي گئس) سڌي طرح گرمي پد جي متناسب آهي (U = 3/2 nRT)، تنهن ڪري جيڪڏهن سسٽم ۾ توانائي وڌي ٿي ته سسٽم جو گرمي پد پڻ وڌي ٿو. ان جي برعڪس، جيڪڏهن سسٽم ۾ توانائي گهٽجي ٿي ته سسٽم جو گرمي پد گهٽجي ٿو.
هڪ ايڊيبيٽڪ عمل ۾ سسٽم جي دٻاءُ ۽ حجم ۾ تبديليون هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل آهن:
جيڪڏهن سسٽم تيزي سان دٻايو وڃي ٿو (سسٽم تي ڪم ڪيو وڃي ٿو)، ته پوءِ ڪم منفي آهي. ڇاڪاڻ ته W منفي آهي، پوءِ U مثبت آهي (سسٽم ۾ توانائي وڌي ٿي). ان جي برعڪس، جيڪڏهن سسٽم تيزي سان وڌندو يا وڌندو آهي (سسٽم ڪم ڪندو آهي)، ته پوءِ W مثبت آهي. ڇاڪاڻ ته W مثبت آهي، پوءِ U منفي آهي (سسٽم ۾ توانائي گهٽجي ٿي). سسٽم ۾ توانائي (مثالي گئس) سڌي طرح گرمي پد جي متناسب آهي (U = 3/2 nRT)، تنهن ڪري جيڪڏهن سسٽم ۾ توانائي وڌي ٿي ته سسٽم جو گرمي پد پڻ وڌي ٿو. ان جي برعڪس، جيڪڏهن سسٽم ۾ توانائي گهٽجي ٿي ته سسٽم جو گرمي پد گهٽجي ٿو.
هڪ ايڊيبيٽڪ عمل ۾ سسٽم جي دٻاءُ ۽ حجم ۾ تبديليون هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل آهن:
هن گراف ۾ اڊيبيٽڪ وکر (وکر 1-2) آئسوٿرمل وکر (وکر 1-3) کان وڌيڪ تيز آهي. اسٽيپنيس ۾ هي فرق ظاهر ڪري ٿو ته حجم ۾ ساڳئي واڌ لاءِ، سسٽم جو دٻاءُ آئسوٿرمل عمل جي مقابلي ۾ اڊيبيٽڪ عمل ۾ وڌيڪ گهٽجي ٿو. اڊيبيٽڪ عمل ۾ سسٽم جو دٻاءُ وڌيڪ گهٽجي ٿو ڇاڪاڻ ته جڏهن اڊيبيٽڪ توسيع ٿيندي آهي، ته سسٽم جو گرمي پد پڻ گهٽجي ويندو آهي. گرمي پد سڌو سنئون دٻاءُ جي متناسب هوندو آهي، تنهن ڪري، جيڪڏهن سسٽم جو گرمي پد گهٽجي ويندو آهي، ته سسٽم جو دٻاءُ پڻ گهٽجي ويندو آهي. ان جي برعڪس، هڪ آئسوٿرمل عمل ۾، سسٽم جو گرمي پد مستقل رهي ٿو. تنهن ڪري، هڪ آئسوٿرمل عمل ۾، گرمي پد دٻاءُ جي گهٽتائي کي متاثر نٿو ڪري.
هڪ عمل جو هڪ مثال جيڪو ايڊيبيٽڪ ڪمپريشن تائين پهچندو آهي اندروني ڪمبشن انجڻين ۾ ٿئي ٿو، جهڙوڪ ڊيزل ۽ پيٽرول انجڻين ۾. ڊيزل انجڻ ۾، هوا کي سلنڈر ۾ ڇڪيو ويندو آهي ۽ پسٽن استعمال ڪندي تيزي سان دٻايو ويندو آهي (ڪم هوا تي ڪيو ويندو آهي). ايڊيبيٽڪ ڪمپريشن عمل (سسٽم جي مقدار ۾ گهٽتائي) وکر 2-1 ذريعي بيان ڪيو ويو آهي. ڇاڪاڻ ته هوا کي تيزيءَ سان ايڊيبيٽڪ طور تي دٻايو ويندو آهي، هوا جو گرمي پد تيزي سان وڌي ويندو آهي. ساڳئي وقت، ڊيزل کي انجيڪٽر ذريعي سلنڈر ۾ اسپري ڪيو ويندو آهي، ۽ مرکب کي فوري طور تي باهه ڏني ويندي آهي (دہن ٿئي ٿو). هڪ پيٽرول انجڻ ۾، هوا-گيسولين مرکب کي سلنڈر ۾ ڇڪيو ويندو آهي ۽ پسٽن استعمال ڪندي تيزي سان دٻايو ويندو آهي. ڇاڪاڻ ته ڪمپريشن تيزيءَ سان ايڊيبيٽڪ آهي، ان جو گرمي پد تيزي سان وڌي ٿو. ساڳئي وقت، اسپارڪ پلگ هڪ اسپارڪ پيدا ڪري ٿو، جنهن جي ڪري ساڙڻ ٿئي ٿو.
آئسوڪورڪ عمل (مسلسل حجم)
هڪ آئسوچورڪ عمل ۾، نظام جو حجم مستقل رکيو ويندو آهي. ڇاڪاڻ ته نظام جو حجم مستقل رهندو آهي، نظام آس پاس جي ماحول تي ڪم نٿو ڪري سگهي. ساڳئي طرح، آس پاس جو ماحول سسٽم تي ڪم نٿو ڪري سگهي. جڏهن هڪ آئسوچورڪ عمل تي لاڳو ڪيو ويندو آهي، ته ٿرموڊينامڪس جي پهرين قانون جي مساوات ٿيندي آهي:
انهن نتيجن مان، اسان اهو نتيجو ڪڍي سگهون ٿا ته هڪ آئسڪورڪ عمل (مسلسل حجم) ۾، سسٽم ۾ شامل ڪيل گرمي (Q) سسٽم جي اندروني توانائي کي وڌائڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي.
آئسڪورڪ عمل ۾ سسٽم جي دٻاءُ ۽ حجم ۾ تبديليون هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل آهن:
شروعات ۾، سسٽم جو دٻاءُ = p 1 (گهٽ دٻاءُ). سسٽم ۾ گرمي جو اضافو سسٽم جي اندروني توانائي کي وڌائيندو آهي. ڇاڪاڻ ته سسٽم جي اندروني توانائي وڌي ٿي، سسٽم جو گرمي پد (مثالي گئس) وڌي ٿو (U = 3/2 nRT). گرمي پد سڌو سنئون دٻاءُ جي متناسب آهي. تنهن ڪري، جيڪڏهن سسٽم جو گرمي پد وڌي ٿو، ته سسٽم جو دٻاءُ وڌي ٿو (p 2 ). ڇاڪاڻ ته سسٽم جو حجم مستقل آهي، ڪو به ڪم نه ڪيو ويندو آهي (ڪو به ڇانو وارو علائقو نه).
جيئن اڳ ۾ چيو ويو آهي، هڪ آئسوچورڪ عمل ۾، نظام ماحول تي ڪم نٿو ڪري سگهي. ساڳئي طرح، ماحول سسٽم تي ڪم نٿو ڪري سگهي. اهو ئي سبب آهي ته هڪ آئسوچورڪ عمل ۾، نظام جو حجم مستقل رهي ٿو، مطلب ته اهو تبديل نٿو ٿئي. ڪجهه قسمن جي ڪم ۾ حجم ۾ تبديليون شامل نه آهن. تنهن ڪري، جيتوڻيڪ سسٽم جو حجم مستقل رهي ٿو، ڪم اڃا تائين سسٽم تي ڪري سگهجي ٿو. مثال طور، هڪ پنکھا ۽ هڪ بيٽري هڪ بند ڪنٽينر ۾ آهن. پنکھا بيٽري پاران فراهم ڪيل توانائي استعمال ڪندي گھمائي سگهي ٿو. هن صورت ۾، پنکھا، بيٽري، ۽ ڪنٽينر اندر هوا کي هڪ نظام سمجهيو ويندو آهي.
جڏهن پنکڙو گھمندو آهي، ته اهو ڪنٽينر ۾ هوا تي ڪم ڪندو آهي. ساڳئي وقت، پنکڙي جي حرڪي توانائي هوا ۾ توانائي ۾ تبديل ٿي ويندي آهي. بيٽري ۾ برقي توانائي قدرتي طور تي گهٽجي ويندي آهي ڇاڪاڻ ته اها هوا ۾ توانائي ۾ تبديل ٿي وئي آهي. هي مثال ڏيکاري ٿو ته هڪ آئسڪورڪ عمل (مسلسل حجم) ۾، ڪم اڃا تائين سسٽم تي ڪري سگهجي ٿو (اهو ڪم جنهن ۾ حجم ۾ تبديلي شامل نه هجي).
آئسوبارڪ عمل (مسلسل دٻاءُ)
هڪ آئسوبارڪ عمل ۾، سسٽم جو دٻاءُ مسلسل رکيو ويندو آهي. ڇاڪاڻ ته مسلسل دٻاءُ آهي، اندروني توانائي (ڊيلٽا U)، گرمي (Q)، ۽ ڪم (W) ۾ تبديليون ڪڏهن به صفر نه هونديون آهن. اهڙيءَ طرح، ٿرموڊائنامڪس جو پهريون قانون برقرار رهي ٿو:
ΔU = ق − ڊبليو
آئسوبارڪ عمل ۾ گئس جي دٻاءُ ۽ مقدار ۾ تبديليون هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل آهن:
شروعات ۾، سسٽم جو حجم = V1 ( ننڍو حجم). ڇاڪاڻ ته دٻاءُ مسلسل رکيو ويندو آهي، سسٽم ۾ گرمي شامل ڪرڻ کان پوءِ، سسٽم وڌندو آهي ۽ ماحول تي ڪم ڪندو آهي. ماحول تي ڪم ڪرڻ کان پوءِ، سسٽم جو حجم V2 ۾ تبديل ٿي ويندو آهي (سسٽم جو حجم وڌي ويندو آهي). سسٽم پاران ڪيل ڪم جي مقدار (W) = ڇانوَ وارو علائقو.
مثال سوال 1:
هيٺ ڏنل ٻن ڊاگرامن ۾ وکر 1-2 گئس جي توسيع (گيس جي مقدار ۾ واڌ) ڏيکارين ٿا جيڪا ايڊيابيٽڪ ۽ آئسوٿرمل طور تي ٿيندي آهي. ڪهڙي عمل ۾ گئس جو ڪم گهٽ ٿيندو آهي؟
هڪ اڊيبيٽڪ عمل ۾ گئس پاران ڪيل ڪم هڪ آئسوٿرمل عمل ۾ گئس پاران ڪيل ڪم کان گهٽ آهي. ڇانو وارو علائقو = توسيع جي عمل دوران گئس پاران ڪيل ڪم (گيس جي مقدار ۾ واڌ). هڪ اڊيبيٽڪ عمل ۾ ڇانو وارو علائقو هڪ آئسوٿرمل عمل ۾ ڇانو واري علائقي کان گهٽ آهي.
مثال سوال 2:
هيٺ ڏنل ڊاگرام ۾ ٿرموڊائنامڪ عملن جو هڪ سلسلو ڏيکاريو ويو آهي. وکر a-b ۽ d-c = آئسڪورڪ عمل (مسلسل حجم). وکر b-c ۽ a-d = آئسوبرڪ عمل (مسلسل دٻاءُ). عمل a-b ۾، 600 جول گرمي (Q) سسٽم ۾ شامل ڪئي ويندي آهي. عمل b-c ۾، 800 جول گرمي (Q) سسٽم ۾ شامل ڪئي ويندي آهي. طئي ڪريو:
الف) عملن ۾ اندروني توانائي ۾ تبديليون الف کان ب تائين
ب) الف-ب-سي عمل ۾ اندروني توانائي ۾ تبديليون
ج) ايڊ-ڊي-سي عمل ۾ شامل ڪيل ڪل گرمي
پ 1 = 2 x 10 5 پا = 2 x 10 5 ن/ميٽر 2
پي 2 = 4 x 10 5 پا = 4 x 10 5 ن/ميٽر 2
V 1 = 2 ليٽر = 2 ڊي ايم 3 = 2 x 10 ‐3 م 3
وي 2 = 4 ليٽر = 2 ڊي ايم 3 = 4 x 10 ‐3 م 3
بحث مباحثو
الف) عملن ۾ اندروني توانائي ۾ تبديليون الف کان ب تائين
a-b عمل ۾، سسٽم ۾ 600 J گرمي شامل ڪئي ويندي آهي. a-b عمل هڪ آئسوچورڪ عمل (مسلسل حجم) آهي. هڪ آئسوچورڪ عمل ۾، سسٽم ۾ گرمي جو اضافو صرف سسٽم جي اندروني توانائي کي وڌائيندو آهي. اهڙي طرح، گرمي جي حصي حاصل ڪرڻ کان پوءِ سسٽم جي اندروني توانائي ۾ تبديلي آهي:
ΔU = سوال
ΔU = 600 جي
ب) الف-ب-سي عمل ۾ اندروني توانائي ۾ تبديليون
عمل a-b = آئسڪورڪ عمل (مسلسل حجم). عمل a-b ۾، 600 J گرمي شامل ڪئي ويندي آهي.
سسٽم ڏانهن. جيئن ته حجم مسلسل آهي، سسٽم طرفان ڪو به ڪم نه ڪيو ويندو آهي.
عمل b‐c = آئسوبارڪ عمل (مسلسل دٻاءُ). عمل b‐c ۾، 800 جول گرمي (Q) سسٽم ۾ شامل ڪئي ويندي آهي. هڪ آئسوبارڪ عمل ۾، سسٽم ڪم ڪري سگهي ٿو. عمل b‐c (آئسوبارڪ عمل) ۾ سسٽم پاران ڪيل ڪم جي مقدار آهي:
W = P (V 2 − V 1 ) −−− مسلسل دٻاءُ
ڊبليو = پي 2 (وي 2 - وي 1 )
W = 4 x 10 5 ن/ميٽر 2 (4 x 10 −3 م 3 − 2 x 10 −3 م 3 )
W = 4 x 10 5 ن/ميٽر 2 (2 x 10 ‐3 م 3 )
ڊبليو = 8 x 10 2 جولس
ڊبليو = 800 جول
الف-ب-سي عمل ۾ سسٽم ۾ شامل ڪيل ڪل گرمي آهي:
ڪل ق = ق اب + ق قبل مسيح
ڪل Q = 600 J + 800 J
ڪل Q = 1400 جول
الف-ب-سي عمل ۾ سسٽم پاران ڪيل ڪل ڪم هي آهي:
ڪل W = W ab + W bc
ڪل W = 0 + W bc
ڪل W = 0 + 800 جول
ڪل W = 800 جول
الف-ب-سي عمل ۾ نظام ۾ توانائي ۾ تبديلي آهي:
ΔU = ق − ڊبليو
ΔU = 1400 J - 800 J
ΔU = 600 جي
عمل a-b-c ۾ اندروني توانائي ۾ تبديلي = 600 J
ج) ايڊ-ڊي-سي عمل ۾ شامل ڪيل ڪل گرمي
سسٽم ۾ شامل ڪيل ڪل گرمي هيٺ ڏنل مساوات ذريعي ڳولي سگهجي ٿي:
ΔU = ق − ڊبليو
ق = ΔU + ڊبليو
اشتھار جي عمل ۾ شامل ڪيل ڪُل گرمي = اشتھار جي عمل ۾ اندروني توانائي ۾ تبديلي + اشتھار جي عمل ۾ ڪيل ڪُل ڪم.
گرمي ۽ ڪم نظام ۽ ان جي آس پاس جي وچ ۾ توانائي جي منتقلي ۾ شامل آهن، جڏهن ته اندروني توانائي ۾ تبديليون نظام ۽ ان جي آس پاس جي وچ ۾ توانائي جي منتقلي جي نتيجي ۾ ٿينديون آهن. تنهن ڪري، اندروني توانائي ۾ تبديليون توانائي جي منتقلي جي عمل کان آزاد آهن. ان جي برعڪس، گرمي ۽ ڪم عمل تي تمام گهڻو منحصر آهن. هڪ آئسڪورڪ عمل (مسلسل حجم) ۾، توانائي جي منتقلي صرف گرمي جي صورت ۾ هوندي آهي، پر ڪم نه. هڪ آئسوبرڪ عمل (مسلسل دٻاءُ) ۾، توانائي جي منتقلي ۾ گرمي ۽ ڪم ٻئي شامل آهن. جيتوڻيڪ عمل کان آزاد، اندروني توانائي ۾ تبديليون نظام جي شروعاتي ۽ آخري حالتن تي منحصر آهن. جيڪڏهن شروعاتي ۽ آخري حالتون ساڳيون آهن، ته اندروني توانائي ۾ تبديلي هميشه ساڳي هوندي، جيتوڻيڪ شامل عمل مختلف هجن.
مٿي ڏنل گراف ۾ a-b-c عمل جي شروعاتي حالت ۽ آخري حالت = a-d-c عمل جي شروعاتي حالت ۽ آخري حالت. اهڙيءَ طرح، a-d-c عمل ۾ اندروني توانائي ۾ تبديلي = 600 J.
الف-ڊي-سي عمل ۾ ڪيل ڪُل ڪم (W) = الف-ڊي عمل ۾ W + الف-ڊي عمل ۾ W.
a-d عمل هڪ آئسوبارڪ عمل (مسلسل دٻاءُ) آهي، جڏهن ته d-c عمل هڪ آئسوچورڪ عمل (مسلسل حجم) آهي. ڇاڪاڻ ته حجم مستقل آهي، d-c عمل ۾ ڪو به ڪم نه ڪيو ويندو آهي. پهرين، اسان a-d عمل ۾ ڪيل ڪم جو حساب ڪريون ٿا.
ڊبليو ايڊ = پي (وي 2 - وي 1 )
ڊبليو ايڊ = پي 1 (وي 2 - وي 1 )
ڊيگهه = 2 x 10 5 ن/ميٽر 2 (4 x 10 −3 ميٽر 3 − 2 x 10 −3 ميٽر 3 )
ڊيگهه = 2 x 10 5 ن/ميٽر 2 (2 x 10 ‐3 م 3 )
W اشتهار = 4 x 10 2 جول
ڊبليو ايڊ = 400 جول
ڪل W = عمل a-d ۾ W + عمل d-c ۾ W
ڪل W = 400 جولس + 0
ڪل W = 400 جول
اهڙيءَ طرح، اشتھار جي عمل ۾ شامل ڪيل گرمي جو مقدار آهي:
ق = ΔU + ڊبليو
ق = 600 J + 400 J
ق = 1000 ج
مثال سوال 3:
1 ليٽر پاڻي 1 اي ٽي ايم جي دٻاءُ تي اُبالڻ سان 1671 ليٽر ٻاڦ ۾ تبديل ٿئي ٿو. اندروني توانائي ۾ تبديلي ۽ پاڻي جي بخارات ٿيڻ تي ڪيل ڪم جي مقدار جو اندازو لڳايو... (پاڻي جي بخارات جي گرمي = L V = 22,6 x 10 5 J/ڪلوگرام)
بحث مباحثو
پاڻيءَ جي کثافت = 1000 ڪلوگرام/م 3
ايل وي = 22,6 x 10 5 ج/ڪلوگرام
پي = 1 اي ٽي ايم = 1,013 x 10 5 پا = 1,013 x 10 5 ن/ميٽر 2
V 1 = 1 ليٽر = 1 dm 3 = 1 x 10 ‐3 m 3 (پاڻيءَ جو مقدار)
V 2 = 1671 ليٽر = 1671 dm 3 = 1671 x 10 ‐3 m 3 (ٻاڦ جو مقدار)
الف) اندروني توانائي ۾ تبديليون
اندروني توانائي ۾ تبديلي = پاڻيءَ ۾ شامل ڪيل گرمي - پاڻيءَ پاران ڪيل ڪم جڏهن اهو بخارات بڻجي ٿو. پهرين، اچو ته پاڻيءَ ۾ شامل ڪيل گرمي (Q) جو حساب ڪريون...
ق = ايم ايل وي
پاڻي جو ماس (ميٽر)؟
پاڻيءَ جي کثافت = پاڻيءَ جو مقدار / پاڻيءَ جو مقدار
پاڻيءَ جو مقدار (m) = (پاڻيءَ جي کثافت) (پاڻيءَ جو مقدار)
پاڻي جو مقدار (ميٽر) = (1000 ڪلوگرام/ميٽر 3 ) (1 x 10 ‐3 ميٽر 3 )
پاڻي جو مقدار (ميٽر) = (1000 ڪلوگرام/ميٽر 3 ) (0,001 ميٽر 3 )
پاڻي جو مقدار (ميٽر) = 1 ڪلوگرام
ق = (1 ڪلوگرام) (22,6 x 10 5 ج/ڪلوگرام)
ق = 22,6 x 10 5 ج
پاڻي جي بخارات ٿيڻ تي ان جي ڪيل ڪم (W) جو حساب ڪريو. پاڻي جو اُبالڻ مسلسل دٻاءُ تي ٿئي ٿو (آئسوبارڪ عمل).
ڊبليو = پي (وي 2 - وي 1 )
W = 1,013 x 10 5 ن/ميٽر 2 (1671 x 10 ‐3 م 3 – 1 x 10 ‐3 م 3 )
W = 1,013 x 10 5 ن/ميٽر 2 (1670 x 10 ‐3 م 3 )
ڊبليو = 1691,71 x 10 2 جولس
ڊبليو = 1,7 x 10 5 جولس
پاڻيءَ ۾ توانائي جون تبديليون:
ΔU = ق − ڊبليو
ΔU = 22,6 x 10 5 J − 1.7 x 10 5 J
ΔU = 20,9 x 10 5 J
ΔU = 21 x 10 5 J
پاڻيءَ ۾ شامل ڪيل 21 x 10 5 J گرمي ان جي اندروني توانائي کي وڌائڻ لاءِ استعمال ڪئي ويندي آهي (پاڻيءَ کي مائع رکڻ وارن ماليڪيولن جي وچ ۾ ڪشش واري قوتن تي قابو پائڻ لاءِ). ٻين لفظن ۾، 21 x 10 5 J پاڻي کي ٻاڦ ۾ تبديل ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. هڪ ڀيرو پاڻي ٻاڦ بڻجي ويندو آهي، باقي 1,7 x 10 5 J ڪم ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي.
مثال سوال 4:
هڪ سلنڈر ۾ گئس جو 1 مول تيزيءَ سان وڌي ٿو. گئس جو شروعاتي گرمي پد 1000 K آهي. ڦهلجڻ کان پوءِ، گئس جو گرمي پد 500 K تائين گهٽجي ويندو آهي. گئس پاران ڪيل ڪم جو تعين ڪريو... بحث
گئس جو ڦهلاءُ بنيادي طور تي ٿئي ٿو. بنيادي عمل ۾، ڪا به گرمي نظام ۾ داخل نه ٿيندي آهي ۽ نه ئي ٻاهر نڪرندي آهي. تنهن ڪري، گئس پاران ڪيل ڪم = گئس جي اندروني توانائي ۾ تبديلي. رياضي طور تي، هي هن طرح لکيو ويو آهي:
ΔU = Q - W يا W = Q - Δ U → Q = 0
ڊبليو = 0 − ΔU
ڊبليو = − ΔU
اسان مثالي گئس اندروني توانائي مساوات استعمال ڪندي گئس جي اندروني توانائي ۾ تبديلي جو حساب لڳائي سگهون ٿا:
ΔU = U آخر - U شروعات
ΔU = 3/2 nR (آخري T - شروعاتي T)
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
تنهن ڪري، گئس پاران ڪيل ڪم جو مقدار آهي:
ڊبليو = − ΔU
ڊبليو = − (− 6236، 25 جي)
ڊبليو = 6236، 25 جي
