5 примера примене првог закона термодинамике на изотермне процесе (константна температура)
1. График испод приказује идеалан гас који пролази кроз изотермни процес (приступ). Рад који гас обавља у процесу AB је…
Пембахасан
Извршени рад = површина испод криве AB = површина троугла + површина правоугаоника
W = [½ (8 x 105–4 к 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
Ш = [4 x 105] + [8 x 105]
Ш = 12 x 105 Јоуле
Рад који гас обавља у AB процесу = 12 x 105 Јоуле
2. Рад који идеални гас обавља у процесу ABC је…
Пембахасан
познато је :
Притисак 1 (P1) = 10 к 105 Н / м2
Притисак 1 (P1) = 5 к 105 Н / м2
Том 1 (V1) = 10 литара = 10 дм3 = 10 к 10-3 m3
Том 2 (V2) = 30 литара = 30 дм3 = 30 x 10-3 m3
Питао Рад који гас обавља у процесу ABC
Јаваб :
У процесу BC, запремина остаје константна, тако да гас не врши рад. Гас врши рад само у процесу AB зато што се мења запремина. Стога је рад који гас изврши у процесу ABC = рад који гас изврши у процесу AB.
Рад који обавља гас = површина испод криве AB = површина троугла + површина правоугаоника.
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]
Ш = [50 x 105]+ [100 x 105]
Ш = 150 x 105 Јоуле
Ш = 1,5 x 107 Јоуле
3. Гас пролази кроз изотермни процес. Количина топлоте коју гас мора да апсорбује да би извршио рад од 5000 џула је…
Пембахасан
познато је :
Рад (W) = 5000 џула
Питао Апсорбована топлота (Q)
Јаваб :
Изотермни процес на који се позивамо у овом питању је термодинамички процес у коме температура остаје константна. Однос између температуре (T) и промене унутрашње енергије гаса изражава се следећом једначином:
Ако је температура константна, онда је промена температуре једнака нули. Промена температуре је једнака нули, стога је и промена унутрашње енергије једнака нули. Применом првог закона термодинамике добијају се следећи резултати.
Први закон термодинамике :
Ако је промена унутрашње енергије (U) једнака нули, онда је топлота (Q) коју гас апсорбује једнака раду који је гас извршио (W). Када гас апсорбује топлоту, добија додатну енергију и ту додатну енергију гас користи за обављање рада.
Дакле, топлота коју апсорбује гас = рад који гас обавља = 5000 џула.
4. График притиска (P) у односу на запремину (V) гаса који пролази кроз изотермни процес приказан је на слици испод. Количина топлоте коју гас апсорбује у процесу AB је…
Пембахасан
познато је :
Притисак 1 (P1) = 5 атм = 5 x 105 Pa
Притисак 2 (P2) = 10 атм = 10 x 105 Pa
Том 1 (V1) = 2 м3
Том 2 (V2) = 6 м3
Питао Топлота (Q) коју апсорбује гас у процесу AB
Јаваб :
Изотермно = константна температура. Ако температура остане константна, промена температуре је нула. Ако је промена температуре нула, промена унутрашње енергије је нула. Однос између промене температуре и промене унутрашње енергије у гасу изражава се следећом једначином:
Ако се примени на први закон термодинамике, добијају се следећи резултати:
Ако је промена температуре једнака нули, онда је топлота коју гас апсорбује једнака раду који је гас извршио. Да бисмо пронашли топлоту коју је гас апсорбовао у процесу AB, израчунавамо рад који је гас извршио на основу горњег графика.
Рад који обавља гас = површина испод криве AB = површина троугла + површина правоугаоника.
Ш = ½ (П2 - П.1)(В2 - В1) + П1(V2 - В1)
Ш = ½ (10 x 105 - 5 к 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
Ш = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105)(4)
Ш = ½ (20 x 105) + (20 к 105)
W = (10 x 105) + (20 к 105)
Ш = 30 x 105 Јоуле
W = 30 атм
Топлота (Q) коју апсорбује гас у процесу AB = рад који гас обавља у процесу AB = 30 x 105 Џул = 30 атмосфера.
5. У термодинамици, идеалан гас подлеже изотермном процесу ако...
А. промене у гасовитом стању, температура увек остаје константна
Б. сви молекули се крећу различитим брзинама
C. Сва гасна стања увек мењају температуру
Д. на суху већа молекуларна брзина
Е. притисак и запремина гаса се не мењају
Пембахасан
Изотермно или изотермно значи константна температура.
Тачан одговор је А.
