5 shembuj të zbatimit të ligjit të parë të termodinamikës në proceset izotermike (temperaturë konstante)
1. Grafiku më poshtë tregon një gaz ideal që kalon nëpër proces izotermik (qasje). Puna e kryer nga gazi në procesin AB është…
Diskutim
Puna e kryer = sipërfaqja nën kurbën AB = sipërfaqja e trekëndëshit + sipërfaqja e drejtkëndëshit
W = [½ (8 x 105–4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 xhaul
Puna e kryer nga gazi në procesin AB = 12 x 105 xhaul
2. Puna e kryer nga një gaz ideal në procesin ABC është…
Diskutim
Dihet :
Presioni 1 (P1) = 10 x 105 N / m2
Presioni 1 (P1) = 5 x 105 N / m2
Vëllimi 1 (V1) = 10 litra = 10 dm3 = 10 x 10-3 m3
Vëllimi 2 (V2) = 30 litra = 30 dm3 = 30 x 10-3 m3
Pyeti Puna e kryer nga gazi në procesin ABC
Xhevab :
Në procesin BC, vëllimi mbetet konstant, kështu që gazi nuk kryen punë. Gazi kryen punë vetëm në procesin AB sepse ka një ndryshim në vëllim. Prandaj, puna e kryer nga gazi në procesin ABC = puna e kryer nga gazi në procesin AB.
Puna e kryer nga gazi = sipërfaqja nën kurbën AB = sipërfaqja e trekëndëshit + sipërfaqja e drejtkëndëshit.
W = [½(10×105–5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
W = 150 x 105 xhaul
W = 1,5 x 107 xhaul
3. Një gaz i nënshtrohet një procesi izotermik. Sasia e nxehtësisë që duhet të absorbohet që gazi të kryejë 5000 xhul punë është…
Diskutim
Dihet :
Puna (W) = 5000 Xhaul
Pyeti Nxehtësia e absorbuar (Q)
Xhevab :
Procesi izotermik i përmendur në këtë pyetje është një proces termodinamik në të cilin temperatura mbetet konstante. Marrëdhënia midis temperaturës (T) dhe ndryshimit të energjisë së brendshme të një gazi shprehet me ekuacionin e mëposhtëm:
Nëse temperatura është konstante, atëherë ndryshimi i temperaturës është zero. Një ndryshim i temperaturës është zero, prandaj, ndryshimi i energjisë së brendshme është zero. Zbatimi i ligjit të parë të termodinamikës jep rezultatet e mëposhtme.
Ligji i parë i termodinamikës :
Nëse ndryshimi në energjinë e brendshme (U) është zero, atëherë nxehtësia (Q) e absorbuar nga gazi është e barabartë me punën e kryer nga gazi (W). Kur një gaz thith nxehtësi, gazi merr energji shtesë dhe kjo energji shtesë përdoret nga gazi për të kryer punë.
Pra, nxehtësia e absorbuar nga gazi = puna e kryer nga gazi = 5000 xhaul.
4. Grafiku i presionit (P) kundrejt vëllimit (V) të një gazi që i nënshtrohet një procesi izotermik është treguar në figurën më poshtë. Sasia e nxehtësisë së absorbuar nga gazi në procesin AB është…
Diskutim
Dihet :
Presioni 1 (P1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
Presioni 2 (P2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
Vëllimi 1 (V1) = 2 m3
Vëllimi 2 (V2) = 6 m3
Pyeti Nxehtësia (Q) e absorbuar nga gazi në procesin AB
Xhevab :
Izotermal = temperaturë konstante. Nëse temperatura mbetet konstante, ndryshimi i temperaturës është zero. Nëse ndryshimi i temperaturës është zero, ndryshimi në energjinë e brendshme është zero. Marrëdhënia midis ndryshimit të temperaturës dhe ndryshimit të energjisë së brendshme në një gaz shprehet me ekuacionin e mëposhtëm:
Nëse zbatohet ligji i parë i termodinamikës, merren rezultatet e mëposhtme:
Nëse ndryshimi i temperaturës është zero, atëherë nxehtësia e absorbuar nga gazi është e barabartë me punën e kryer nga gazi. Për të gjetur nxehtësinë e absorbuar nga gazi në procesin AB, llogarisim punën e kryer nga gazi bazuar në grafikun e mësipërm.
Puna e kryer nga gazi = sipërfaqja nën kurbën AB = sipërfaqja e trekëndëshit + sipërfaqja e drejtkëndëshit.
W = ½ (P2 - P.1)(V2 - V1) + P1(V2 - V1)
W = ½ (10 x 105 - 5 x 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
W = ½ (5 x 105(4) + (5 x 105) (4)
W = ½ (20 x 105) + (20 x 105)
W = (10 x 105) + (20 x 105)
W = 30 x 105 xhaul
W = 30 atm
Nxehtësia (Q) e absorbuar nga gazi në procesin AB = puna e kryer nga gazi në procesin AB = 30 x 105 Xhaul = 30 atmosfera.
5. Në termodinamikë, një gaz ideal i nënshtrohet një procesi izotermik nëse...
A. ndryshimet në gjendjen e gazit, temperatura mbetet gjithmonë konstante
B. të gjitha molekulat lëvizin me shpejtësi të ndryshme
C. Të gjitha kushtet e gazit ndryshojnë gjithmonë temperaturën
D. më suhu aq më e lartë është shpejtësia molekulare
E. presioni dhe vëllimi i gazit nuk ndryshojnë
Diskutim
Izotermal ose izotermik do të thotë temperaturë konstante.
Përgjigja e saktë është A.
