ٿرموڊائنامڪ عملن ۾ ڪيل ڪم - مسئلا ۽ حل

ٿرموڊائنامڪ عملن ۾ ڪيل ڪم - مسئلا ۽ حل

1. هڪ مثالي گئس کي حالت 1 کان حالت 2 تائين دٻايو ويندو آهي جيئن هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل آهي. گئس پاران ڪيل ڪم جو تعين ڪريو.

حل

1 ليٽر = 0.001 م ³

ڄاتل سڃاتل:

دٻاءُ 1 (P ₁ ) = 10 kPa = 10,000 Pa = 10,000 N/m ²

دٻاءُ 2 (P ₂ ) = 20 kPa = 20,000 Pa = 20,000 N/m ²

حجم 1 (V ₁ ) = 4 ليٽر = 4 (0.001 m ³ ) = 0.004 m ³

حجم 2 (V ₂ ) = 10 ليٽر = 10 (0.001 m ³ ) = 0.010 m ³

گهربل: گئس پاران ڪيل ڪم (ڊبليو)

حل:

ڊبليو = پي (وي ₂ - وي ₁ ) + 1/2 (پي ₂ - پي ₁ ) (وي ₂ - وي ₁ )

W = 10,000 (0.010-0.004) + 1/2 (20,000-10,000) (0.010-0.004)

W = 10,000 (0.006) + 1/2 (10,000) (0.006)

W = 10 (6) + 1/2 (10) (6)

ڊبليو = 60 + 1/2 (60)

ڊبليو = 60 + 30

ڊبليو = 90 جول

2. هيٺ ڏنل گراف ۾ ڏيکاريل طريقي سان، پروسيس abcda ۾ گئس پاران ڪيل ڪم جو تعين ڪريو.

ڄاتل سڃاتل:

دٻاءُ 1 (P₁) = 1 x 10⁵ پا = 1 x 10⁵ ن / م²

دٻاءُ 2 (P ₂ ) = 3 x 10 ⁵ Pa = 3 x 10 ⁵ N/m ²

جلد 1 (V ₁ ) = 2 m ³

جلد 2 (V ₂ ) = 4 m ³

گهربل: ڪم (ڊبليو)

حل:

گئس پاران ڪيل ڪم = مستطيل abcd جو علائقو.

ڊبليو = (پي ₂ – پي ₁ ) (وي ₂ – وي ₁ )

ڊبليو = (3 x 10 ⁵ – 1 x 10 ⁵ )(4 – 2)

ڊبليو = (2 x 10 ⁵ )(2)

ڊبليو = 4 x ¹⁰⁵ جولس

ڊبليو = 400,000 جول

ڊبليو = 400 ڪلو جيل

3. ABCA جي عمل ۾ گئس پاران ڪيل ڪم جو تعين ڪريو.

ڄاتل سڃاتل:

دٻاءُ 1 (P₁) = 1 ن/م²

دٻاءُ 2 (P ₂ ) = 7 N/m ²

جلد 1 (V ₁ ) = 1 m ³

جلد 2 (V ₂ ) = 5 m ³

گهربل: ڪم (ڊبليو)

حل:

گئس پاران ڪيل ڪم = ٽڪنڊي ABC جو علائقو

ڊبليو = ½ (پي ₂ – پي ₁ ) (وي ₂ – وي ₁ )

ڊبليو = ½ (7-1) (5-1)

ڊبليو = ½ (6)(4)

ڊبليو = ½ (24)

ڊبليو = 12 جول

1. ٿرموڊائنامڪس ۾ ڪم جي تعريف ڇا آهي؟
   • جواب: ٿرموڊائنامڪس ۾، ڪم کي هڪ اهڙي نظام ڏانهن يا ان کان توانائي جي منتقلي جي طور تي بيان ڪيو ويو آهي جيڪو نظام ۽ ان جي آس پاس جي وچ ۾ گرمي پد جي فرق جي ڪري نه آهي.
2. ڪم ڪيئن ٿرموڊائنامڪ عمل جي پريشر-ووليوم (PV) ڊاگرام سان لاڳاپيل آهي؟
   • جواب: هڪ پي وي ڊاگرام ۾، هڪ عمل دوران سسٽم پاران يا ان تي ڪيل ڪم کي عمل جي وکر هيٺان علائقي سان ظاهر ڪيو ويندو آهي. گيسن سان لاڳاپيل عملن لاءِ، ڪم اڪثر ڪري P dV جي انٽيگرل ذريعي ڏنو ويندو آهي، جتي P دٻاءُ آهي ۽ dV حجم ۾ فرق واري تبديلي آهي.
3. آئسڪورڪ عمل دوران ڪهڙو ڪم ڪيو ويندو آهي؟
   • جواب: هڪ آئسوچورڪ عمل مسلسل حجم تي ٿئي ٿو. جيئن ته حجم ۾ ڪا به تبديلي ناهي، هڪ آئسوچورڪ عمل دوران ڪيل ڪم صفر آهي.
4. هڪ مثالي گئس جي آئسوبارڪ (مسلسل دٻاءُ) جي توسيع ۾ ڪيل ڪم، آئسوٿرمل (مسلسل درجه حرارت) جي توسيع کان ڪيئن مختلف آهي؟
   • جواب: هڪ آئسوبارڪ ايڪسپينشن ۾، ڪم جو حساب هن طرح ڪيو ويندو آهي $W=P\times \Delta V$، جتي P مسلسل دٻاءُ آهي ۽ $\Delta V$ حجم ۾ تبديلي آهي. هڪ مثالي گئس جي آئسوٿرمل توسيع لاءِ، ڪم کي مساوات استعمال ڪندي حساب ڪري سگهجي ٿو W=nRTln(Vايف/وي​​​)، جتي n مولز جو تعداد آهي، R عالمگير گئس مستقل آهي، ۽ Vf​ ۽ Vi​ ترتيب وار آخري ۽ شروعاتي جلد آهن.
5. ڪم ۽ توانائي جي حوالي سان ٿرموڊائنامڪس جي پهرين قانون جي اهميت ڇا آهي؟
   • جواب: ٿرموڊائنامڪس جو پهريون قانون ٻڌائي ٿو ته ڪنهن به نظام جي اندروني توانائي ۾ تبديلي نظام ۾ شامل ڪيل گرمي جي برابر آهي، ان کان سواءِ نظام پاران ان جي چوڌاري ڪيل ڪم کي گهٽائي. اهو توانائي جي تحفظ جي اصول جي نمائندگي ڪري ٿو.
6. پي وي ڊاگرام تي چڪر واري عمل لاءِ، بند ٿيل علائقو ڇا جي نمائندگي ڪري ٿو؟
   • جواب: پي وي ڊاگرام تي هڪ چڪر واري عمل لاءِ، بند ٿيل علائقو هڪ چڪر دوران سسٽم پاران يا ان تي ڪيل نيٽ ورڪ جي نمائندگي ڪري ٿو.
7. هڪ مثالي گئس لاءِ هڪ ايڊيبيٽڪ عمل ۾ ڪيل ڪم هڪ آئسوٿرمل عمل کان ڪيئن مختلف آهي؟
   • جواب: هڪ اڊيبيٽڪ عمل ۾، چوڌاري ماحول سان گرمي جي مٽاسٽا نه ٿيندي آهي، تنهن ڪري ڪيل ڪم گئس جي اندروني توانائي ۾ تبديلي جو سبب بڻجندو آهي. هڪ آئسوٿرمل عمل لاءِ، گرمي پد مستقل رهي ٿو، ۽ ڪو به ڪم ڪيو ويندو آهي جيڪو گرمي جي منتقلي جي برابر مقدار سان متوازن هوندو آهي، تنهنڪري اندروني توانائي ۾ ڪا به تبديلي نه ايندي آهي.
8. شروعاتي ۽ آخري حالتون ساڳيون هجڻ باوجود، هڪ ناقابلِ واپسي عمل ۾ ڪيل ڪم هڪ ناقابلِ واپسي عمل کان مختلف ڇو ٿي سگهي ٿو؟
   • جواب: هڪ واپسي واري عمل ۾، شروعاتي ۽ آخري حالتن جي وچ ۾ هر وچولي حالت توازن ۾ آهي. هڪ واپسي واري عمل ۾، اهو معاملو ناهي. هڪ پي وي ڊاگرام تي ورتل رستا، ۽ انهي ڪري ڪيل ڪم، ٻن قسمن جي عملن جي وچ ۾ خاص طور تي مختلف ٿي سگهن ٿا، جيتوڻيڪ اهي ساڳئي نقطي تي شروع ٿين ٿا ۽ ختم ٿين ٿا.
9. غير مثالي (حقيقي) گئس جي رويي جي موجودگي ٿرموڊائنامڪ عملن ۾ ڪم جي حسابن کي ڪيئن متاثر ڪري ٿي؟
   • جواب: حقيقي گيسن لاءِ، مثالي رويي کان انحراف ڪم جي حسابن ۾ فرق پيدا ڪري سگھن ٿا، خاص طور تي تيز دٻاءُ يا گهٽ درجه حرارت تي. انهن انحرافن جي حساب لاءِ وان ڊير والز مساوات يا ٻين حقيقي گئس ماڊلز کي استعمال ڪرڻ جي ضرورت پوندي.
10. جڏهن سسٽم تي ڪيل ڪم منفي هجي ته ان جو ڇا مطلب آهي؟

• جواب: جڏهن ڪنهن نظام تي ڪيل ڪم منفي هوندو آهي، ته ان جو مطلب آهي ته نظام پنهنجي چوڌاري ڪم ڪري رهيو آهي. اهو اڪثر ڪري ٻاهرين دٻاءُ جي خلاف گئس جي واڌ سان ملندو آهي.