Mfano wa kutumia sheria ya kwanza ya thermodynamics kwa mchakato wa isochoric (kiasi kisichobadilika)

3 Mifano ya maswali kuhusu matumizi ya sheria ya kwanza ya thermodynamics katika michakato ya isochoric (kiasi kisichobadilika)

1. Grafu ya shinikizo (P) dhidi ya ujazo (V) wa gesi inayopitia mchakato wa isochori. Kazi inayofanywa na gesi katika mchakato AB ni…

Majadiliano
Mchakato AB = mchakato wa isokoriki (kiasi kisichobadilika). Katika ujazo wa isochori, ujazo wa gesi (na ujazo wa nafasi) haubadiliki kwa hivyo hakuna kazi inayofanywa na gesi.

2. Mole tatu za gesi ya monatomu kwenye joto la 47^oC na shinikizo 2 x 10⁵ Pascal hupitia mchakato wa isochoric hadi shinikizo liongezeke hadi 3 x 10⁵ Pascal. Mabadiliko katika nishati ya ndani ya gesi ni… Kigezo cha gesi cha ulimwengu wote (R) = 8,315 J/mol.K
Majadiliano
Inajulikana :
Halijoto ya awali (T)₁= 47^oC + 273 = 320 K
Shinikizo la awali (P)₁) = 2 x 10⁵ Pa
Shinikizo la mwisho (P)₂) = 3 x 10⁵ Pa
Kigezo cha gesi cha ulimwengu wote (R) = 8,315 J/mol.K
Idadi ya moles (n) = 3
Aliuliza Mabadiliko katika nishati katika gesi
Jawab :
Katika mchakato wa isochoric, ujazo hubaki bila kubadilika kwa hivyo hakuna kazi inayofanywa na gesi (W = 0).
Sheria ya Kwanza ya Thermodynamics :
Kulingana na uundaji wa fomula hii, inahitimishwa kwamba katika mchakato wa isochoric, joto linaloongezwa kwenye mfumo (Q) husababisha nishati ya ndani ya mfumo (U) kuongezeka. Kinyume chake, joto linalotolewa na mfumo husababisha nishati ya ndani ya mfumo kupungua. Je, ni kiasi gani cha mabadiliko katika nishati ya ndani ya gesi? Mabadiliko katika nishati ya ndani ya gesi huhesabiwa kwa kutumia fomula ya nishati ya ndani iliyo hapa chini.
Nishati katika gesi :
Ili kuhesabu mabadiliko katika nishati ya ndani, halijoto ya mwisho (T) lazima ijulikane.₂Hesabu T₂ kwa kutumia fomula ya sheria ya Gay-Lussac.
Sheria ya Gay-Lussac (isokoriki/sauti isiyobadilika) :
Hesabu mabadiliko ya nishati katika gesi:
Mabadiliko katika nishati ya ndani ya gesi ni Jouli 5986,8.

3. Jumla ya moles 0,2 za gesi ya monatomu kwa joto la 27^oC iko kwenye chombo kilichofungwa. Joto ambalo lazima lifyonzwe ili kuongeza halijoto ya gesi hadi 400 K ni… Kigezo cha gesi cha ulimwengu wote (R) = 8,315 J/mol.K
Majadiliano
Inajulikana :
Idadi ya moles (n) = moles 0,2
Halijoto ya awali (T)₁= 27^oC + 273 = 300 K
Halijoto ya mwisho (T)₂) = 400 K
Kigezo cha gesi cha ulimwengu wote (R) = 8,315 J/mol.K
Aliuliza : Hufyonzwa na joto (Q)
Jawab :
Katika mchakato wa isochoric, ujazo hubaki bila kubadilika kwa hivyo hakuna kazi inayofanywa na gesi (W = 0).
Sheria ya Kwanza ya Thermodynamics :
Joto linalofyonzwa (Q) = ongezeko la nishati ya ndani ya gesi (U). Mabadiliko katika nishati ya ndani ya gesi huhesabiwa kwa kutumia fomula ya nishati ya ndani iliyo hapa chini.
Nishati katika gesi :
Joto linalofyonzwa na gesi = mabadiliko katika nishati ya ndani = 249,45 Jouli.