11 Примери питања о примени првог закона термодинамике на различите термодинамичке процесе (изобарне, изотермне, изохорне)
1. График испод приказује термодинамички циклус кроз који пролази гас. Рад који гас обавља у процесу ABCD је…
Пембахасан
познато је :
Притисак 1 (P1) = 2 к 105 Pa
Притисак 2 (P2) = 4 к 105 Pa
Том 1 (V1) = 1 м3
Том 2 (V2) = 3 м3
Питао Рад који гас обавља у процесу ABCD циклуса
Јаваб :
Рад који је извршио гас = површина правоугаоника ABCD.
W = (P2 - П.1)(В2 - В1)
W = (4 x 105 - 2 к 105)(3 – 1)
W = (2 x 105)(2)
Ш = 4 x 105 Јоуле
Рад који гас обавља у ABCD циклусу је 4 x 105 Јоуле.
2. Рад који гас обавља у процесу ABC циклуса је…
Пембахасан
познато је :
Притисак 1 (P1) = 3 к 105 Pa
Притисак 2 (P2) = 6 к 105 Pa
Том 1 (V1) = 20 цм3 = 20 к 10-6 m3
Том 2 (V2) = 60 цм3 = 60 к 10-6 m3
Питао Рад који гас обавља у ABC циклусу
Јаваб :
Рад који обавља гас = површина троугла ABCD.
Ш = ½ (П2 - П.1)(В2 - В1)
Ш = ½ (6 x 105 - 3 к 105)(60 x 10-6 - 20 к 10-6)
Ш = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
Ш = ½ (120 x 10-1 Џул)
W = ½ (12 џула)
W = 6 џула
Рад који гас обавља у процесу ABC циклуса је 6 џула.
3. График притиска (P) у односу на запремину (V) гаса у затвореном простору. Део графика који приказује рад гаса на околину је…
Пембахасан
Процес AB и процес DC су изобарни процеси. Процес AD и процес BC су изохорни процеси.
Гас врши рад на околину ако се шири тако да се запремина простора који заузима гас повећава (DC процес). Околина врши рад на гас ако се гас скупља тако да се запремина простора који заузима гас смањује (BC процес).
4. Сви идеални гасови пролазе кроз изохорни процес, тако да...
А. сви молекули имају исту брзину
Б. на високим температурама просечна брзина молекула је већа
Притисак гаса C. остаје константан
Д. гас ће обавити рад
Е. нема унутрашњу енергију
Пембахасан
Изохорно = константна запремина.
Тачан одговор је Б.
5. Количина идеалног гаса се компресује кроз термодинамички процес из стања 1 у стање 2 као што је приказано на следећем PV графику. Рад који гас обавља је…
А. -180 Ј
Б. -90 Ј
C. -30 J
Д. 30 Ј
Е. 90 Џ
Пембахасан
1 литар = 0,001 м³
Познато је да :
Притисак 1 (P 1 ) = 10 kPa = 10.000 Pa = 10.000 N/m 2
Притисак 2 (P 2 ) = 20 kPa = 20.000 Pa = 20.000 N/m 2
Запремина 1 (V1 ) = 4 литра = 4 (0,001 м3 ) = 0,004 м3
Запремина 2 (V 2 ) = 10 литара = 10 (0,001 м³ ) = 0,010 м³
Тражи се : рад (W) који гас обавља
Јаваб :
W = P (V² – V¹ ) + 1/2 ( P² – P¹ )( V² – V¹ )
В = 10.000 ( 0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000) (0,010-0,004)
В = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000) (0,006)
В = 10 (6) + 1/2 (10) (6)
Ш = 60 + 1/2 (60)
Ш = 60 + 30
W = 90 џула
Тачан одговор је Е.
6. Погледајте PV дијаграм са стране!
Рад произведен у термодинамичком процесу у једном циклусу је…
А. 100 кЈ
Б. 200 кЈ
C. 300 kJ
Д. 400 кЈ
Е. 600 кЈ
Пембахасан
Познато је да :
Притисак 1 (P 1 ) = 1 x 10 5 Pa = 1 x 10 5 N/m 2
Притисак 2 (P 2 ) = 3 x 10 5 Pa = 3 x 10 5 N/m 2
Запремина 1 (V 1 ) = 2 m 3
Запремина 2 (V 2 ) = 4 m 3
Питање : Генерисани рад (W).
Одговор :
Извршени рад = површина четвороугла abcd.
W = (P² – P¹ ) ( V² – V¹ )
W = (3 x 10⁻ – 1 x 10⁻ ) (4 – 2)
W = (2 x 10⁶ ) (2)
W = 4 x 10⁶ џула
W = 400.000 џула
W = 400 килоџула
Тачан одговор је Д.
7. Идеални гас пролази кроз процес приказан на PV дијаграму са десне стране. Рад обављен у овом процесу је…
А. 35 Ј
Б. 24 Ј
C. 15 J
Д. 12 Ј
Е. 6 Џ
Пембахасан
Познато је да :
Притисак 1 (P 1 ) = 1 N/m 2
Притисак 2 (P 2 ) = 7 N/m 2
Запремина 1 (V 1 ) = 1 m 3
Запремина 2 (V 2 ) = 5 m 3
Питање: Посао (П) завршен.
Јаваб :
Извршени рад = површина троугла ABC.
W = ½ (P² – P¹ ) ( V² – V¹ )
П = ½ ( 7-1 )( 5-1 )
W = ½ ( 6 )( 4 )
Ш = ½ (24)
W = 12 џула
Тачан одговор је Д.
8. 0,02 mol моноатомског гаса на 350 K налази се у затвореној посуди. Колико је топлоте потребно да се температура гаса повећа на 400 K? Универзална гасна константа, R = 8,31 J mol-КСНУМКС K-КСНУМКС.
A. 10 џула
Б. 12,5 џула
C. 14 џула
D. 15,5 џула
Е. 17 џула
Дискусија:
познато је :
n = 0,02 mol
T1 = 350 К
T2 = 400 К
R = 8,31 Ј/мол К
Питао :
Топлота (Q) ?
Јаваб :
У изохорном процесу (константна запремина), Q = делта U
Опис: Q = топлота, делта U = промена унутрашње енергије, U = унутрашња енергија
9. Два мола монатомског гаса на температури од 20 oC и притисак 2 × 105 Па пролази кроз изохорни процес све док притисак не постане 4 × 105 Па. Ако је универзална гасна константа = 8,31 Ј/мол К, онда је промена унутрашње енергије гаса…
А. 7304 Ј
Б. 6200 Ј
C. 2291 J
Д. 2128 Ј
Е. 1208 Џ
Дискусија:
познато је :
n = 2 mol
T1 = 20 + 273 = 293 К
P1 = 2 к 105 Pa
P2 = 4 к 105 Pa
R = 8,31 Ј/мол К
Питао :
Промена унутрашње енергије (делта U) ?
Јаваб :
делта U = 3/2 nR(T)2-T1)
Гроф Т2 прво користите формулу Геј-Лисаковог закона (константна запремина)
10. Део графика притиска (P) – запремине (V) који приказује како гас прима спољашњи рад је...
А. АБ
Б. ЦД
пре нове ере
Д. ДА
Е. АЦ
Пембахасан :
Ако се над гасом изврши рад, његова запремина се повећава. Супротно томе, ако се над гасом изврши рад из спољашњег извора, његова запремина се смањује. Процес приказан на горњем графикону који показује смањење запремине гаса је процес CD.
Дакле, тачан одговор је Б.
11. Графикони испод приказују везу између притиска (P) и запремине (V) гаса који пролази кроз процес.
Процес који производи највећи напор приказан је на графикону број …
А. (1)
Б. (2)
Ц. (3)
Д. (4)
Пембахасан :
Обављени рад = површина. Што је површина већа, већи је обављени рад. Највећа површина је приказана на графикону 3.
Тачан одговор је Ц.
