ලිපිය තාප ගතික ක්රියාවලීන් : සමෝෂ්ණීය ස්ථිරතාපී සමස්ථානික සමස්ථානික
තාප ගතික ක්රියාවලීන් හතරක් ඇත, එනම් සමස්ථානික, සමස්ථානික, සමස්ථානික සහ ස්ථිරතාපී ක්රියාවලීන් ය.
සමෝෂ්ණ ක්රියාවලිය (නියත උෂ්ණත්වය)
සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියකදී, පද්ධති උෂ්ණත්වය නියතව තබා ගනී. න්යායාත්මකව, විශ්ලේෂණය කරන ලද පද්ධතිය පරිපූර්ණ වායුවකි. පරිපූර්ණ වායු උෂ්ණත්වය පරිපූර්ණ අභ්යන්තර වායු ශක්තියට සෘජුවම සමානුපාතික වේ (U = 3/2 n RT). T වෙනස් නොවේ, එබැවින් U ද වෙනස් නොවේ. මේ අනුව, සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියට යෙදුවහොත්, තාප ගතික සමීකරණයේ පළමු නියමය වන්නේ:
Δ U = Q – W
අභ්යන්තර ශක්තිය වෙනස් නොවන බැවින් Δ U = 0 වේ.
0 = Q – W
Q = W
මෙම සමීකරණය මත පදනම්ව, සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියේදී (නියත උෂ්ණත්වය), පද්ධතියට එකතු කරන ලද තාපය (Q) පද්ධතිය විසින් කාර්යය (W) සිදු කිරීම සඳහා භාවිතා කරයි.
සමෝෂ්ණ ක්රියාවලියේදී පද්ධතියේ පීඩනය හා පරිමාව වෙනස් වීම පහත ප්රස්ථාරයෙන් නිරූපණය කෙරේ:
පළමු පද්ධති පරිමාව = V1 (කුඩා පරිමාව) සහ පද්ධති පීඩනය = P1 (විශාල පීඩනය). පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය නියතව පැවතීම සඳහා, පද්ධතියට තාපය එකතු කිරීමෙන් පසු, පද්ධතිය ප්රසාරණය වී පරිසරය මත ක්රියා කරයි. පද්ධතිය පරිසරය මත ක්රියා කිරීමෙන් පසු, පද්ධති පරිමාව V ට වෙනස් වේ.2 (පද්ධති පරිමාව වැඩි වේ) සහ පද්ධති පීඩනය P දක්වා වෙනස් වේ2 (පද්ධති පීඩනය අඩු වීම). ක්රියාවලිය අතරතුර පද්ධති පීඩනය නිතිපතා වෙනස් නොවන නිසා ප්රස්ථාරයේ හැඩය වක්ර වී ඇත. සිදු කරන ලද වැඩ ප්රමාණය පද්ධතිය = සෙවන ලද ප්රදේශය.
ස්ථිරතාපී ක්රියාවලිය
ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට තාපයක් එකතු කිරීම හෝ පද්ධතියෙන් පිටවීම සිදු නොවේ (Q = 0). හොඳින් හුදකලා වූ සංවෘත පද්ධතිවල ස්ථිරතාපී ක්රියාවලීන් සිදුවිය හැකිය. හොඳින් පරිවරණය කරන ලද සංවෘත පද්ධතියක් සඳහා, සාමාන්යයෙන් පද්ධතියට ගලා යන හෝ පද්ධතියෙන් පිටවන තාපයක් නොමැත. හුදකලා නොවන සංවෘත පද්ධතිවල ද ස්ථිරතාපී ක්රියාවලීන් සිදුවිය හැකිය.
මෙම අවස්ථාවේ දී, පද්ධතියට තාපය ගලා නොයන ලෙස හෝ පද්ධතියෙන් ඉවත් නොවන පරිදි ක්රියාවලිය වේගයෙන් සිදු කළ යුතුය. ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියකට යෙදුවහොත්, පළමු නියමය තාප ගතික සමීකරණය වෙනස් වේ:
Δ U = Q – W
පද්ධතිය තුළ හෝ ඉන් පිටත තාපයක් නොමැත, එබැවින් Q = 0 වේ.
Δ U = 0 – W
Δ U = -W
පද්ධතිය ඉක්මනින් තද කළහොත් (පද්ධතිය මත වැඩ සිදු කෙරේ), එවිට කාර්යය සෘණ වේ. W සෘණ වන බැවින්, U ධන වේ (පද්ධතියේ ශක්තිය වැඩි වේ). අනෙක් අතට, පද්ධතිය ඉක්මනින් ප්රසාරණය වුවහොත් (පද්ධතිය ක්රියා කරයි), එවිට W ධන වේ. W ධනාත්මක බැවින්, U සෘණ වේ (පද්ධතියේ ශක්තිය අඩු වේ). පද්ධතියේ ශක්තිය (පරිපූර්ණ වායුව) උෂ්ණත්වයට සමානුපාතික වේ (U = 3/2 n RT), එබැවින් පද්ධතියේ ශක්තිය වැඩි වුවහොත් පද්ධති උෂ්ණත්වය ද වැඩි වේ. අනෙක් අතට, පද්ධතියේ ශක්තිය අඩු වුවහොත්, පද්ධති උෂ්ණත්වය අඩු වේ.
ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී පද්ධතියේ පීඩනය හා පරිමාව වෙනස් වීම පහත ප්රස්ථාරයෙන් නිරූපණය කෙරේ:
මෙම ප්රස්ථාරයේ (වක්ර 1-2) ස්ථිරතාපී වක්රයට වඩා බෑවුම් සහිතයි (වක්ර 1-3). මෙම බෑවුම් වෙනස පෙන්නුම් කරන්නේ එකම පරිමාව වැඩිවීම සඳහා, ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී පද්ධතියේ පීඩනය සමෝෂ්ණී ක්රියාවලියට වඩා අඩු වන බවයි. ස්ථිරතාපී ප්රසාරණය සිදු වූ විට, පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය ද අඩු වන බැවින්, ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී පද්ධති පීඩනය වැඩි වශයෙන් අඩු වේ. උෂ්ණත්වය පීඩනයට සමානුපාතික වේ, එබැවින් පද්ධතියේ උෂ්ණත්වය පහත වැටේ නම්, පද්ධති පීඩනය ද අඩු වේ. සමාවයවික ක්රියාවලියට ප්රතිවිරුද්ධව, පද්ධති උෂ්ණත්වය සැමවිටම නියත වේ. මේ අනුව, සමාවයවික ක්රියාවලියේදී, උෂ්ණත්වය පීඩන පහත වැටීමට බලපාන්නේ නැත.
ඩීසල් එන්ජිමක් සහ පෙට්රල් එන්ජිමක් වැනි අභ්යන්තර දහන එන්ජිමක ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියක් සඳහා එක් උදාහරණයක් සිදු වේ. ඩීසල් එන්ජින් වලදී, වාතය සිලින්ඩරයට ඇතුළු කරනු ලබන අතර, සිලින්ඩරය තුළ ඇති වාතය පිස්ටනයක් භාවිතයෙන් ඉක්මනින් තද කරනු ලැබේ (වැඩ වාතය මත සිදු කෙරේ). ස්ථිරතාපී සම්පීඩන ක්රියාවලිය (පද්ධති පරිමාව අඩු කිරීම) වක්රය 2-1 මගින් නිරූපණය කෙරේ. වේගවත් ස්ථිරතාපී පීඩනය නිසා, උෂ්ණත්වය වේගයෙන් ඉහළ යයි. ඒ සමඟම, ඉන්ජෙක්ටරය හරහා ඩීසල් සිලින්ඩරයට ඉසිනු ලබන අතර, මිශ්රණය ක්ෂණිකව ක්රියාත්මක වේ. පෙට්රල් එන්ජිමක, වාතය සහ පෙට්රල් මිශ්රණයක් සිලින්ඩරයට ඇතුළු කර පසුව පිස්ටනයක් භාවිතයෙන් ඉක්මනින් තද කරනු ලැබේ. එය වේගයෙන් ස්ථිරතාපීව තල්ලු කරනු ලබන නිසා, උෂ්ණත්වය ඉක්මනින් ඉහළ යයි. ඒ සමඟම, ගිනි පුපුරු ප්ලග් ගිනි ගන්නා අතර එමඟින් දහනය වීමේ ක්රියාවලිය සිදු වේ.
සමස්ථානික ක්රියාවලිය (නියත පරිමාව)
සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී, පද්ධති පරිමාව නියතව තබා ගනී. පද්ධති පරිමාව සැමවිටම නියත බැවින්, පද්ධතියට පරිසරය මත ක්රියා කළ නොහැක. පරිසරයට පද්ධතිය මත ක්රියා කළ නොහැක. සමස්ථානික ක්රියාවලියට යෙදුවහොත්, තාප ගතික සමීකරණයේ පළමු නියමය මෙසේ වෙනස් වේ:
Δ U = Q – W
පද්ධතිය පරිසරය මත ක්රියා නොකරයි, එබැවින් W = 0
Δ U = Q – 0
Δ U = Q
මෙම ප්රතිඵලයෙන් අපට නිගමනය කළ හැක්කේ සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී (නියත පරිමාව), පද්ධතියට එකතු කරන ලද තාපය (Q) පද්ධතියේ ශක්තිය වැඩි කිරීමට භාවිතා කරන බවයි. සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී පද්ධති පීඩනයේ සහ පරිමාවේ සිදුවන වෙනස්කම් පහත ප්රස්ථාරයෙන් නිරූපණය කෙරේ:
පළමුව, පද්ධති පීඩනය = p 1 (කුඩා පීඩනය). පද්ධතියේ අමතර තාපය පද්ධතියේ ශක්තිය වැඩි කිරීමට හේතු වේ. පද්ධතියේ ශක්තිය වැඩි වන විට, පද්ධති උෂ්ණත්වය (පරමාදර්ශී වායුව) වැඩි වේ (U = 3/2 n RT). උෂ්ණත්වය පීඩනයට සෘජුවම සමානුපාතික වේ. එබැවින්, පද්ධති උෂ්ණත්වය වැඩි වුවහොත්, පද්ධති පීඩනය වැඩි වේ (p 2 ). නියත පද්ධති පරිමාව නිසා, කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොවේ (සෙවන ලද ප්රදේශයක් නොමැත).
සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට පරිසරය මත වැඩ කළ නොහැක. එලෙසම, පරිසරයට පද්ධතිය මත වැඩ කළ නොහැක. මෙයට හේතුව, සමස්ථානික ක්රියාවලියකදී, පද්ධති පරිමාව සැමවිටම නියත වීමයි. පරිමාවේ වෙනස්කම් ඇතුළත් නොවන ඇතැම් ආකාරයේ වැඩ තිබේ. එබැවින් පද්ධතියේ පරිමාව වෙනස් නොවුනත්, පද්ධතිය මත වැඩ කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, සංවෘත භාජනයක විදුලි පංකාවක් + බැටරියක් ඇත. බැටරිය මඟින් ශක්තිය භාවිතා කරමින් විදුලි පංකාවට භ්රමණය විය හැකිය. මෙම අවස්ථාවේදී, විදුලි පංකා, බැටරි සහ බහාලුම තුළ ඇති වාතය පද්ධති ලෙස සැලකේ.
විදුලි පංකාව භ්රමණය වන විට, විදුලි පංකාව ක්රියා කරයි, බහාලුම තුළ වාදනය වේ. ඒ සමඟම, විදුලි පංකාවේ චාලක ශක්තිය වාතයේ ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. බැටරියේ විද්යුත් ශක්තිය, ඇත්ත වශයෙන්ම, වාතයේ ශක්තිය බවට හැඩය වෙනස් වී ඇති නිසා අඩු වේ. මෙම උදාහරණයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී (පරිමාව සැමවිටම නියත වේ), පද්ධතිය මත තවමත් වැඩ කළ හැකි බවයි (පරිමාව වෙනස්වීම් ඇතුළත් නොවන වැඩ).
සමස්ථානික ක්රියාවලිය (නියත පීඩනය)
සමස්ථානික ක්රියාවලියකදී, පද්ධති පීඩනය නියතව තබා ගනී. පීඩනය නියත බැවින්, සමස්ථානික ක්රියාවලියේ අභ්යන්තර ශක්ති වෙනස ( Δ U ), තාපය (Q ) සහ කාර්යය (W ) ශුන්ය නොවේ. මේ අනුව, පළමු නියම තාප ගති විද්යාවේ සූත්රය වෙනස් වී නොමැත.
ΔU = Q − W
සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී පීඩනයේ සහ වායු පරිමාවේ සිදුවන වෙනස්කම් පහත ප්රස්ථාරයෙන් නිරූපණය කෙරේ.
පළමුව, පද්ධති පරිමාව = V1 (කුඩා පරිමාව). පීඩනය නියතව තබා ඇති නිසා, පද්ධතියට තාපය එකතු කළ පසු, පද්ධතිය ප්රසාරණය වී පරිසරය මත ක්රියා කරයි. පරිසරය මත වැඩ කිරීමෙන් පසු, පද්ධති පරිමාව V ට වෙනස් වේ.2 (පද්ධති පරිමාව වැඩිවීම). සිදු කරන ලද වැඩ ප්රමාණය (W) පද්ධතිය = සෙවන ලද ප්රදේශය.
ප්රශ්නය 1:
පහත රූප සටහන් දෙකෙහි 1-2 වක්ර මගින් ස්ථිරතාපී සහ සමෝෂ්ණීයව සිදුවන වායු ප්රසාරණය (වායු පරිමාව වැඩිවීම) පෙන්වයි. වායුව මගින් සිදු කරන කාර්යය කුඩා වන්නේ කුමන ක්රියාවලියේදීද?
ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී වායූන් විසින් සිදු කරන කාර්යය සමෝෂ්ණීය ක්රියාවලියේදී වායූන් විසින් සිදු කරන කාර්යයට වඩා අඩුය. සෙවන ලද ප්රදේශය = ප්රසාරණ ක්රියාවලියේදී වායුව විසින් සිදු කරන කාර්යය (වායු පරිමාව වැඩි වීම). ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී සෙවන ලද ප්රදේශය සමෝෂ්ණීය ක්රියාවලියේදී සෙවන ලද ප්රදේශයට වඩා අඩුය.
ප්රශ්නය 2:
තාප ගතික ක්රියාවලීන් පහත රූප සටහනේ දැක්වේ. වක්ර ab සහ dc = සමස්ථානික ක්රියාවලීන් (නියත පරිමාව). වක්ර bc සහ ad = සමස්ථානික ක්රියාවලිය (නියත පීඩනය). ab ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට තාපය (Q) 600 ජූල් එකතු වේ. bc ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට තාපය (Q) 800 ජූල් එකතු වේ.
a) ab ක්රියාවලියේ ශක්ති වෙනස්කම්
b) abc ක්රියාවලියේ ශක්ති වෙනස්කම්
c) ADC ක්රියාවලියට එකතු කරන ලද මුළු තාපය
පී 1 = 2 x 10 5 Pa = 2 x 10 5 N / m 2
පී 2 = 4 x 10 5 Pa = 4 x 10 5 N / m 2
වී 1 = ලීටර් 2 = 2 dm 3 = 2 x 10 -3 m 3
වී 2 = ලීටර් 4 = 2 dm 3 = 4 x 10 -3 m 3
විසඳුමක්
a) ab ක්රියාවලියේ අභ්යන්තර ශක්ති වෙනස්කම්
ab ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට 600 J තාපයක් එකතු වේ. ක්රියාවලිය ab = සමස්ථානික ක්රියාවලිය (නියත පරිමාව). සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට තාපය එකතු කිරීමෙන් පද්ධතිය තුළ ශක්තිය වැඩි වේ. මේ අනුව, තාපය ලැබීමෙන් පසු පද්ධතිය තුළ ශක්තිය වෙනස් වේ:
ΔU = Q
ΔU = 600 ජේ
b) abc ක්රියාවලියේ ශක්ති වෙනස්කම්
ක්රියාවලිය ab = සමස්ථානික ක්රියාවලිය (නියත පරිමාව). ab ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට 600 J තාපයක් එකතු වේ. නියත පරිමාව නිසා, පද්ධතියෙන් කිසිදු කාර්යයක් සිදු නොවේ.
ක්රියාවලිය bc = සමස්ථානික ක්රියාවලිය (නියත පීඩනය). bc ක්රියාවලියේදී, තාපය (Q) පද්ධතියට ජූල් 800 ක් එකතු වේ. සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට කාර්යය කළ හැකිය. bc ක්රියාවලියේදී (සමස්ථානික ක්රියාවලිය) පද්ධතිය විසින් සිදු කරන ලද කාර්යය ප්රමාණය:
W = P (V 2 – V 1 ) — නියත පීඩනය
ඩබ් = පී 2 (වී 2 – වී 1 )
W = 4 x 10 5 N/m 2 (4 x 10 -3 m 3 – 2 x 10 -3 m 3 )
W = 4 x 10 5 N/m 2 (2 x 10 -3 m 3 )
W = 8 x 10 2 ජූල්
W = 800 ජූල්
abc ක්රියාවලියේදී පද්ධතියට එකතු කරන ලද මුළු තාපය වනුයේ:
Q එකතුව = Q ab + Q bc
Q එකතුව = 600 J + 800 J
Q එකතුව = ජූල් 1400
abc ක්රියාවලියේදී පද්ධතිය විසින් සිදු කරන ලද මුළු කාර්යය:
W එකතුව = W ab + W bc
W එකතුව = 0 + W bc
W එකතුව = 0 + 800 ජූල්
මුළු W = 800 ජූල්
ක්රියාවලියේ අභ්යන්තර ශක්ති වෙනස්කම් abc = 600 J
c) ADC ක්රියාවලියට එකතු කරන ලද මුළු තාපය
පද්ධතියට එකතු කරන ලද මුළු තාපය පහත සමීකරණය මගින් ගණනය කළ හැක:
ΔU = Q - W
Q = ΔU + W
ක්රියාවලි adc වලට එකතු කරන ලද මුළු තාපය = ක්රියාවලිය adc හි අභ්යන්තර ශක්ති වෙනස්කම් + ක්රියාවලිය adc හි වැඩ.
තාපය සහ කාර්යය පද්ධති සහ පරිසරය අතර ශක්ති හුවමාරුවට සම්බන්ධ වන අතර, අභ්යන්තර ශක්ති වෙනස්කම් පද්ධතිය සහ පරිසරය අතර ශක්ති හුවමාරුවේ ප්රතිඵලයකි. එබැවින්, ශක්තියේ වෙනසක් ශක්ති හුවමාරු ක්රියාවලිය මත රඳා නොපවතී. අනෙක් අතට, තාපය සහ කාර්යය ක්රියාවලිය මත රඳා පවතී. සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී (නියත පරිමාව පද්ධතිය), ශක්ති හුවමාරුව තාපයේ ස්වරූපයෙන් පමණක් වන අතර කාර්යය එසේ නොවේ. සමස්ථානික ක්රියාවලියේදී (නියත පීඩනය), ශක්ති හුවමාරුව තාපය සහ කාර්යය ඇතුළත් වේ. ක්රියාවලිය මත රඳා නොපවතින නමුත්, අවසාන පද්ධතියේ ආරම්භක තත්වය සහ තත්වය අනුව ශක්තිය වෙනස් වේ. ආරම්භක සහ අවසාන තත්වයන් සමාන නම්, ක්රියාවලිය වෙනස් වුවද, ශක්තියේ වෙනස්කම් සැමවිටම සමාන වේ.
ඉහත ප්රස්ථාරයේ abc ක්රියාවලිය සඳහා ආරම්භක සහ අවසාන තත්ව = adc ක්රියාවලියේ ආරම්භක සහ අවසාන තත්ව. මේ අනුව, adc ක්රියාවලියේදී අභ්යන්තර ශක්තිය වෙනස් වේ = 600 J.
adc මත සිදු කරන ලද මුළු (W) කාර්යය = ad මත W ක්රියාවලිය + dc ක්රියාවලිය මත W.
දැන්වීම් ක්රියාවලිය සමස්ථානික ක්රියාවලියක් (නියත පීඩනය) වන අතර, dc ක්රියාවලිය සමස්ථානික ක්රියාවලියකි (නියත පරිමාව). නියත පරිමාව නිසා, dc ක්රියාවලිය මත සිදු කරන ලද කාර්යයක් නොමැත. පළමුව, අපි දැන්වීම් ක්රියාවලිය මත සිදු කරන ලද කාර්යය ගණනය කරමු.
W දැන්වීම = P (V 2 ‐ V 1 )
W දැන්වීම = P 1 (V 2 ‐ V 1 )
W දැන්වීම = 2 x 10 5 N/m 2 (4 x 10 ‐3 m 3 ‐ 2 x 10 ‐3 m 3 )
W දැන්වීම = 2 x 10 5 N/m 2 (2 x 10 ‐3 m 3 )
W දැන්වීම = 4 x 10 2 ජූල්
W දැන්වීම = ජූල් 400
W මුළු = ක්රියාවලියේ W a‐d + ක්රියාවලියේ W d‐c
මුළු W = ජූල් 400 + 0
මුළු W = 400 ජූල්
මේ අනුව, ADC ක්රියාවලියට එකතු කරන තාප ප්රමාණය:
Q = ΔU + W
Q = 600 J + 400 J
Q = 1000 J
ප්රශ්නය 3:
1 atm පීඩනයකදී ජලය ලීටර් 1ක් තම්බා ගත් විට වාෂ්ප ලීටර් 1671ක් බවට පත්වේ. අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස සහ ජලය වාෂ්ප වන විට සිදු කරන කාර්යය ගණනය කරන්න... (ජලය සඳහා වාෂ්පීකරණ තාපය = L V = 22.6 x 10 5 J/Kg)
විසඳුමක්
ජල ඝනත්වය = 1000 kg/m 3
ජලය සඳහා වාෂ්පීකරණ තාපය (L V ) = 22.6 x 10 5 J / Kg
P = 1 atm = 1.013 x 10 5 Pa = 1.013 x 10 5 N/m 2
V 1 = ලීටර් 1 = 1 dm 3 = 1 x 10 -3 m 3 (ජල පරිමාව)
V 2 = ලීටර් 1671 = 1671 dm 3 = 1671 x 10 -3 m 3 (වාෂ්ප පරිමාව)
අ) අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස්වීම්
අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස්වීම් = ජලයට එකතු වන තාපය අඩු කිරීම වාෂ්පීකරණය වූ විට ජලයෙන් සිදුවන කාර්යය. පළමු ගණන් කිරීම ජලයට එකතු වන තාපය (Q) …
Q = මීටර් L V
ජල ඝනත්වය = ජල ස්කන්ධය / ජල පරිමාව
ජල ස්කන්ධය (m) = ජල ඝනත්වය x ජල පරිමාව
ජල ස්කන්ධය (m) = (1000 kg/m 3 ) (1 x 10 -3 m 3 )
ජල ස්කන්ධය (m) = (1000 kg/m 3 ) (0.001 m 3 )
ජල ස්කන්ධය (m) = 1 kg
Q = (කිලෝග්රෑම් 1) (22.6 x 10 5 J / kg)
Q = 22.6 x 10 5 J
ජලය වාෂ්පීකරණය වූ විට සිදු කරන කාර්යය (W) ගණනය කරන්න. ජලය තාපාංකය නියත පීඩනයකදී සිදු වේ (සමස්ථානික ක්රියාවලිය).
ඩබ් = පි (වී 2 – වී 1 )
W = 1.013 x 10 5 N/m 2 (1671 x 10 -3 m 3 – 1 x 10 -3 m 3 )
W = 1.013 x 10 5 N/m 2 (1670 x 10 -3 m 3 )
W = 1691.71 x 105 ජූල්
W = 1.7 x 105 ජූල්
ජලයේ අභ්යන්තර ශක්තියේ වෙනස්කම්:
ΔU = Q - W
ΔU = 22.6 x 10 5 J - 1.7 x 10 5 J
ΔU = 20.9 x 10 5 ජේ
ΔU = 21 x 10 5 ජේ
21 x 10 5 ජලයට එකතු කරන ජූල් තාපය අභ්යන්තර ශක්තිය වැඩි කිරීමට (ජල තරලය රඳවා තබා ගන්නා අණු අතර ආතන්ය බල ජය ගැනීමට) භාවිතා කරයි. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ජලය වාෂ්ප බවට පරිවර්තනය කිරීමට 21 x 10 5 J භාවිතා කරයි. ජලය වාෂ්ප බවට පත් වූ විට, ඉතිරි 1.7 x 105 J වැඩ කිරීමට භාවිතා කරයි.
ප්රශ්නය 4:
සිලින්ඩරයක වායු මවුලයක් වේගයෙන් ස්ථිරතාපීව ප්රසාරණය වේ. පළමුව, වායු උෂ්ණත්වය = 1000 K. ප්රසාරණය වීමෙන් පසු, වායු උෂ්ණත්වය 500 K දක්වා අඩු වේ. වායුව මගින් සිදු කරන කාර්යය තීරණය කරන්න ...
විසඳුමක්
වායු ප්රසාරණය ස්ථිරතාපීව සිදු වේ. ස්ථිරතාපී ක්රියාවලියේදී, පද්ධතියට තාපය ඇතුළු වීම හෝ පිටවීම සිදු නොවේ. මේ අනුව, වායුව තුළ සිදු කරන කාර්යය = වායුව තුළ ශක්ති වෙනස්කම්.
ΔU = Q – W හෝ W = Q – Δ U → Q = 0
ඩබ්ලිව් = 0 – ΔU
ඩබ්ලිව් = – ΔU
පරිපූර්ණ වායුවේ ශක්ති සමීකරණය භාවිතයෙන් අපට වායුවේ ශක්ති වෙනස්කම් ගණනය කළ හැකිය:
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 ජේ
මේ අනුව, වායුව මගින් සිදු කරන කාර්යය ප්රමාණය:
ඩබ්ලිව් = – ΔU
ඩබ් = – (- 6236.25 ජෙ)
ඩබ්ලිව් = 6236.25 ජේ
