Príklad aplikácie prvého termodynamického zákona na izochorický proces (konštantný objem)

3 Príklady otázok o aplikácii prvého termodynamického zákona v izochorických procesoch (konštantný objem)

1. Graf tlaku (P) oproti objemu (V) plynu, ktorý prechádza izochorickým dejom. Práca, ktorú plyn vykonáva v procese AB, je…

Diskusia
Proces AB = izochorický proces (konštantný objem). Pri izochorickom objeme sa objem plynu (a objem priestoru) nemení, takže plyn nevykonáva žiadnu prácu.

2. Tri móly monatomického plynu pri teplote 47^oC a tlak 2 x 10⁵ Pascal prechádza izochorickým dejom, kým tlak nezvýši na 3 x 10⁵ Pascal. Zmena vnútornej energie plynu je… Univerzálna plynová konštanta (R) = 8,315 J/mol·K
Diskusia
Je známe :
Počiatočná teplota (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K
Počiatočný tlak (P₁) = 2 x 10⁵ Pa
Konečný tlak (P₂) = 3 x 10⁵ Pa
Univerzálna plynová konštanta (R) = 8,315 J/mol·K
Počet molov (n) = 3
Opýtal sa Zmeny energie v plyne
Džavab :
Pri izochorickom deji zostáva objem konštantný, takže plyn nevykonáva žiadnu prácu (W = 0).
Prvý termodynamický zákon :
Na základe odvodenia tohto vzorca sa usudzuje, že v izochorickom procese teplo pridané do systému (Q) spôsobuje zvýšenie vnútornej energie systému (U). Naopak, teplo uvoľnené systémom spôsobuje zníženie vnútornej energie systému. Aká je zmena vnútornej energie plynu? Zmena vnútornej energie plynu sa vypočíta pomocou nižšie uvedeného vzorca pre vnútornú energiu.
Energia v plyne :
Na výpočet zmeny vnútornej energie je potrebné poznať konečnú teplotu (T).₂). Vypočítajte T₂ pomocou vzorca Gay-Lussacovho zákona.
Gay-Lussacov zákon (izochorický/konštantný objem) :
Vypočítajte zmenu energie v plyne:
Zmena vnútornej energie plynu je 5986,8 Joulov.

3. Celkom 0,2 molu monatomického plynu pri teplote 27^oC je v uzavretej nádobe. Teplo, ktoré sa musí absorbovať na zvýšenie teploty plynu na 400 K, je… Univerzálna plynová konštanta (R) = 8,315 J/mol·K
Diskusia
Je známe :
Počet molov (n) = 0,2 moly
Počiatočná teplota (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K
Konečná teplota (T₂) = 400 K
Univerzálna plynová konštanta (R) = 8,315 J/mol·K
Opýtal sa Absorbované teplo (Q)
Džavab :
Pri izochorickom deji zostáva objem konštantný, takže plyn nevykonáva žiadnu prácu (W = 0).
Prvý termodynamický zákon :
Absorbované teplo (Q) = nárast vnútornej energie plynu (U). Zmena vnútornej energie plynu sa vypočíta pomocou nižšie uvedeného vzorca pre vnútornú energiu.
Energia v plyne :
Teplo absorbované plynom = zmena vnútornej energie = 249,45 Joulov.