6 Exempel på frågor om tillämpningen av termodynamikens första huvudsats på isobariska processer (konstant tryck)
1. Tryck (P) – volym (V) graf för en gas som genomgår en isobar process. Arbetet som utförs av gasen i process AB är…
Diskussion
Det är känt :
Tryck (P) = 5 x 105 N / m2
Initial volym (V1) = 2 m3
Slutvolym (V2) = 6 m3
Frågade arbete utfört i process AB
Jawab :
W = P (V2 - V1)
B = (5 x 105)(6 – 2) = (5 x 105) (4)
B = 20 x 105 = 2 x 106 JOULE
2. Skillnaden i arbete som utförs av gasen i processerna AB och CD är…
Diskussion
Det är känt :
Isobarisk process AB :
Tryck (P) = 6 atm = 6 x 105 N / m2
Initial volym (V1) = 1 liter = 1 dm3 = 1 x 10-3 m3
Slutvolym (V2) = 3 liter = 3 dm3 = 3 x 10-3 m3
CD-isobarisk process :
Tryck (P) = 4 atm = 4 x 105 N / m2
Initial volym (V1) = 2 liter = 2 dm3 = 2 x 10-3 m3
Slutvolym (V2) = 5 liter = 5 dm3 = 5 x 10-3 m3
Frågade Skillnad i arbete utfört av gas i processerna AB och CD
Jawab :
Arbete utfört av gasen i process AB:
W = P (V2 - V1)
B = (6 x 105)(3 x 10-3 - 1 x 10-3)
B = (6 x 105)(2 x 10-3)
B = 12 x 102 = 2 376 000 joule
Arbetet som gasen utför i CD-processen:
W = P (V2 - V1)
B = (4 x 105)(5 x 10-3 - 2 x 10-3)
B = (4 x 105)(3 x 10-3)
B = 12 x 102 = 2 376 000 joule
Skillnaden i arbete som gasen utför i processerna AB och CD är 1200 – 1200 = 0.
3. Arbetet som gasen utför i ABC-processen är…
Diskussion
Det är känt :
Tryck 1 (P1) = 6 x 105 Pascal = 6 x 105 N / m2
Tryck 2 (P2) = 3 x 105 Pascal = 3 x 105 N / m2
Volym 1 (V1) = 2 cm3 = 2 x 10-6 m3
Volym 2 (V2) = 6 cm3 = 6 x 10-6 m3
Frågade Insatser som gjorts i ABC-processen.
Jawab :
I process AB är volymen konstant, så inget arbete utförs av gasen. Gasen utför endast arbete i process BC. Så arbetet i process ABC = arbetet i process BC.
W = P2 (V2 - V1)
B = (3 x 105)(6 x 10-6 - 2 x 10-6)
B = (3 x 105)(4 x 10-6)
B = 12 x 10-1
W = 1,2 Joule
Arbetet som utförs i ABC-processen = 1,2 joule.
4. Det korrekta påståendet om termodynamiska processer är…
A. Isobar är processen att förändra gas vid konstant tryck.
B. Isobar är processen att förändra gas vid konstant temperatur.
C. Isokorisk är en process där gas förändras vid konstant tryck.
D. isoterm är processen att förändra gas vid konstant volym.
E. Isokorisk är en process där gas förändras vid konstant temperatur.
Diskussion
Isobarisk = konstant tryck
Isokorisk = konstant volym
Isotermisk = konstant temperatur
Det rätta svaret är A.
5. Jämförelse av insatser i processer I och II baserat på grafen nedan är...
A. 4:3
B. 3:4
C. 2:3
D. 1:2
E. 1: 3
Diskussion:
Det är känt :
Process I: P = 15 N/m2, V1 = 15 m3, V2 = 35 m3
Process II: P = 10 N/m2, V1 = 5 m3, V2 = 45 m3
Frågade :
Jämförelse av ansträngning (W) för process I och process II?
Jawab :
Det rätta svaret är B.
6. PV-diagrammet för heliumgas som genomgår en termodynamisk process visas i figuren nedan! Arbetet som utförs av heliumgas i process ABC är…
A. 400 kJ
B. 500 kJ
C. 600 kJ
D. 800 kJ
E. 1000 kJ
Diskussion:
Det är känt :
P1 = 2 x 105 N / m2
P2 = 1 x 105 N / m2
V1 = 5 m3
V2 = 15 m3
Frågade :
Arbete (W) i ABC-processen?
Jawab :
Arbete utförs endast när gasvolymen ökar. I process AB förblir gasvolymen konstant, så inget arbete utförs av heliumgasen. I process BC ökar gasvolymen, så arbete utförs av heliumgasen.
