வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

30 வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதி – சிக்கல்களும் தீர்வுகளும்

1. ஒரு அமைப்புக்கு 3000 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டு, அந்த அமைப்பால் 2500 J வேலை செய்யப்படுகிறது. அந்த அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

வெப்பம் (Q) = +3000 ஜூல்

வேலை (W) = +2500 ஜூல்

தேவை: அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம்

தீர்வு:

வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியின் சமன்பாடு

ΔU = QW

அடையாள மரபுகள்:

அமைப்புக்கு வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டால் Q நேர்மறையாக இருக்கும்.

அமைப்பால் வேலை செய்யப்பட்டால் W நேர்மறையாக இருக்கும்.

அமைப்பிலிருந்து வெப்பம் வெளியேறினால் Q எதிர்மறையாக இருக்கும்.

அமைப்பின் மீது வேலை செய்யப்பட்டால் W எதிர்மறையாக இருக்கும்.

அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம்:

ΔU = 3000-2500

ΔU = 500 ஜூல்

அக ஆற்றல் 500 ஜூல் அதிகரிக்கிறது.

2. ஒரு அமைப்புக்கு 2000 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டு, அதன் மீது 2500 J வேலை செய்யப்படுகிறது. அந்த அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

வெப்பம் (Q) = +2000 ஜூல்

வேலை (W) = -2500 ஜூல்

தேவை: அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம்

தீர்வு:

ΔU = QW

ΔU = 2000-(-2500)

ΔU = 2000+2500

ΔU = 4500 ஜூல்

அக ஆற்றல் 4500 ஜூல் அதிகரிக்கிறது.

3. அமைப்பிலிருந்து 2000 J வெப்பம் வெளியேறுகிறது மற்றும் அமைப்பின் மீது 2500 J வேலை செய்யப்படுகிறது. அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் என்ன?

அறியப்பட்டது :

வெப்பம் (Q) = -2000 ஜூல்

வேலை (W) = -3000 ஜூல்

தேவை: அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம்

தீர்வு:

ΔU = QW

ΔU = -2000-(-3000)

ΔU = -2000+3000

ΔU = 1000 ஜூல்

அக ஆற்றல் 4500 ஜூல் அதிகரிக்கிறது.

முடிவு:

ஒரு அமைப்பில் வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டால், அந்த அமைப்பின் அக ஆற்றல் அதிகரிக்கும்.

அமைப்பிலிருந்து வெப்பம் வெளியேறினால், அமைப்பின் அக ஆற்றல் குறைகிறது.

அமைப்பால் வேலை செய்யப்பட்டால், அமைப்பின் அக ஆற்றல் குறைகிறது.

அமைப்பின் மீது வேலை செய்யப்பட்டால், அமைப்பின் அக ஆற்றல் அதிகரிக்கும்.

4. 2 மோல் நல்லியல்பு வாயுவின் மீது 400 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டு, அந்த வாயு விரிவடைந்து, அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 300 J வேலையைச் செய்யும்போது, ​​அதன் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி: \( \Delta U = Q – W \):
\[ ΔU = 400 – 300 = 100 J \]

5. தன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 200 J வேலையைச் செய்து, 50 J அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கொண்டுள்ள ஒரு அமைப்பிற்கான வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[ Q = ΔU + W = 50 + 200 = 250 J \]

6. ஒரு அமைப்பு 600 J வெப்பத்தை உள்வாங்கி, அதன் அக ஆற்றல் 150 J அதிகரிக்கும்போது, ​​அது செய்யும் வேலையைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = Q – ΔU = 600 – 150 = 450 J
\]

7. 500 J வேலை செய்யும் மற்றும் அதன் அக ஆற்றல் 100 J குறையும் ஒரு அமைப்பிற்கான வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = (-100) + 500 = 400J
\]

8. அமைப்பில் 300 J வெப்பம் இழக்கப்பட்டு, 200 J வேலை செய்யப்படும்போது ஏற்படும் அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = -300 + 200 = -100 J
\]

9. ஒரு அமைப்பு 400 J வெப்பத்தை இழந்து, அதன் அக ஆற்றல் 200 J குறையும்போது, ​​அந்த அமைப்பின் மீது செய்யப்பட்ட வேலையைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = ΔU – Q = (-200) – (-400) = 200J
\]

10. ஒரு அமைப்பின் அக ஆற்றல் 100 J அதிகரித்து, அந்த அமைப்பின் மீது 50 J வேலை செய்யப்படும்போது ஏற்படும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = 100 + 50 = 150 J
\]

11. ஒரு அமைப்பு 250 J வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 150 J வேலையைச் செய்யும்போது ஏற்படும் அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = Q – W = 250 – 150 = 100 J
\]

12. அமைப்பானது 300 J வெப்பத்தை இழந்து, அதன் அக ஆற்றல் 100 J குறையும்போது, ​​அது செய்த வேலையைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = Q – ΔU = -300 – (-100) = -200J
\]

13. தன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 400 J வேலை செய்யும் மற்றும் அதன் அக ஆற்றல் 150 J அதிகரிக்கும் ஒரு அமைப்பிற்கான வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = 150 + 400 = 550 J
\]

14. 500 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டு, அமைப்பானது அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 300 J வேலை செய்யும்போது ஏற்படும் அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = Q – W = 500 – 300 = 200 J
\]

15. அமைப்பு 600 J வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் அக ஆற்றல் 200 J அதிகரிக்கும்போது, ​​அது செய்த வேலையைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = Q – ΔU = 600 – 200 = 400 J
\]

16. ஒரு அமைப்பு 700 J வேலையைச் செய்யும்போது, ​​அதன் அக ஆற்றல் 300 J குறையுமானால் ஏற்படும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = (-300) + 700 = 400J
\]

17. அமைப்பில் 800 J வெப்பம் இழக்கப்பட்டு, 400 J வேலை செய்யப்படும்போது ஏற்படும் அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = -800 + 400 = -400 J
\]

18. அமைப்பு 900 J வெப்பத்தை இழந்து, அதன் அக ஆற்றல் 500 J குறையும்போது, ​​அந்த அமைப்பின் மீது செய்யப்பட்ட வேலையைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = ΔU – Q = (-500) – (-900) = 400J
\]

19. ஒரு அமைப்பின் அக ஆற்றல் 600 J அதிகரிக்கும்போது, ​​அந்த அமைப்பின் மீது 300 J வேலை செய்யப்படும்போது ஏற்படும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = 600 + 300 = 900 J
\]

20. ஒரு அமைப்பு 700 J வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 350 J வேலையைச் செய்யும்போது ஏற்படும் அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = Q – W = 700 – 350 = 350 J
\]

21. அமைப்பு 800 J வெப்பத்தை இழந்து, அதன் அக ஆற்றல் 400 J குறையும்போது, ​​அது செய்த வேலையைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = Q – ΔU = -800 – (-400) = -400J
\]

22. ஒரு அமைப்பு அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 900 J வேலை செய்யும்போதும், அதன் அக ஆற்றல் 450 J அதிகரிக்கும்போதும் ஏற்படும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = 450 + 900 = 1350 J
\]

23. 1000 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டு, அமைப்பானது அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 500 J வேலையைச் செய்யும்போது, ​​அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = Q – W = 1000 – 500 = 500 J
\]

24. அமைப்பு 1100 J வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் அக ஆற்றல் 550 J அதிகரிக்கும்போது, ​​அது செய்த வேலையைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = Q – ΔU = 1100 – 550 = 550 J
\]

25. ஒரு அமைப்பு 1200 J வேலையைச் செய்யும்போது, ​​அதன் அக ஆற்றல் 600 J குறையும்போது ஏற்படும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = (-600) + 1200 = 600J
\]

26. 1300 J வெப்பம் இழக்கப்பட்டு, அமைப்பின் மீது 650 J வேலை செய்யப்படும்போது, ​​அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = -1300 + 650 = -650 J
\]

27. அமைப்பு 1400 J வெப்பத்தை இழந்து, அதன் அக ஆற்றல் 700 J குறையும்போது, ​​அந்த அமைப்பின் மீது செய்யப்பட்ட வேலையைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = ΔU – Q = (-700) – (-1400) = 700J
\]

28. ஒரு அமைப்பின் அக ஆற்றல் 800 J அதிகரிக்கும்போது, ​​அந்த அமைப்பின் மீது 400 J வேலை செய்யப்படும்போது ஏற்படும் வெப்பப் பரிமாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
Q = ΔU + W = 800 + 400 = 1200 J
\]

29. ஒரு அமைப்பு 1500 J வெப்பத்தை உறிஞ்சி, அதன் சுற்றுப்புறத்தின் மீது 750 J வேலையைச் செய்யும்போது ஏற்படும் அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கண்டறியவும்.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
ΔU = Q – W = 1500 – 750 = 750 J
\]

30. அமைப்பானது 1600 J வெப்பத்தை இழந்து, அதன் அக ஆற்றல் 800 J குறையும்போது, ​​அது செய்த வேலையைக் கணக்கிடுக.
தீர்வு:
வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பயன்படுத்தி:
\[
W = Q – ΔU = -1600 – (-800) = -800J
\]

ஒரு மூடிய அமைப்பின் அக ஆற்றலில் ஏற்படும் மாற்றம் என்பது, அந்த அமைப்புக்குச் சேர்க்கப்பட்ட வெப்பத்திலிருந்து அவ்வமைப்பால் செய்யப்பட்ட வேலையைக் கழிப்பதற்குச் சமம் என்று கூறும் வெப்ப இயக்கவியலின் முதல் விதியைப் பற்றிய ஒரு முழுமையான புரிதலை வழங்குவதற்காக இந்தக் கணக்குகளும் தீர்வுகளும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.