ఉష్ణగతిక శాస్త్ర ఉదాహరణ ప్రశ్నలు

ఉష్ణగతిక శాస్త్ర ప్రశ్నలకు 20 ఉదాహరణలు

ఉష్ణగతిక ప్రక్రియ

1. ఉష్ణగతిక శాస్త్రంలో, ఒక ఆదర్శ వాయువు సమోష్ణ ప్రక్రియకు లోనవుతుంది, ఒకవేళ…

A. వాయువు స్థితిలో మార్పులు జరిగినా, ఉష్ణోగ్రత ఎల్లప్పుడూ స్థిరంగా ఉంటుంది

బి. అన్ని అణువులు వేర్వేరు వేగాలతో కదులుతాయి

C. అన్ని వాయు పరిస్థితులలో ఉష్ణోగ్రత ఎల్లప్పుడూ మారుతుంది

D. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అణువుల వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది

E. వాయు పీడనం మరియు ఘనపరిమాణం మారవు

చర్చ

ఐసోథర్మల్ లేదా ఐసోథెర్మిక్ అంటే స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత.

సరైన సమాధానం A.

2. అన్ని ఆదర్శ వాయువులు ఐసోకోరిక్ ప్రక్రియకు లోనవుతాయి కాబట్టి...

A. అన్ని అణువులకు ఒకే వేగం ఉంటుంది

బి. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అణువుల సగటు వేగం ఎక్కువగా ఉంటుంది

C. వాయు పీడనం స్థిరంగా ఉంటుంది

D. గ్యాస్ పని చేస్తుంది

E కి అంతర్గత శక్తి లేదు

చర్చ

ఐసోకోరిక్ = స్థిరమైన ఘనపరిమాణం.

సరైన సమాధానం బి.

3. ఉష్ణగతిక ప్రక్రియల గురించి సరైన వాక్యం…

A. స్థిర పీడనం వద్ద వాయువును మార్చే ప్రక్రియను ఐసోబారిక్ అంటారు.

బి. స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాయువును మార్చే ప్రక్రియను ఐసోబారిక్ అంటారు.

C. ఐసోకోరిక్ అనేది స్థిర పీడనం వద్ద వాయువును మార్చే ప్రక్రియ.

D. ఐసోథర్మ్ అనేది స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద వాయువును మార్చే ప్రక్రియ.

E. ఐసోకోరిక్ అనేది స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద వాయువును మార్చే ప్రక్రియ.

చర్చ

ఐసోబారిక్ = స్థిర పీడనం

ఐసోకోరిక్ = స్థిరమైన ఘనపరిమాణం

ఐసోథర్మల్ = స్థిర ఉష్ణోగ్రత

సరైన సమాధానం A.

ఉష్ణగతిక శాస్త్రం యొక్క మొదటి నియమం

4. క్రింది PV గ్రాఫ్ నుండి, ప్రక్రియలు I మరియు II లో గ్యాస్ పని మొత్తం అనుపాతంలో ఉంటుంది...

ఎ. 4 : 3

బి. 3 : 4

సి. 2 : 3

డి. 1 : 2

E. 1 : 1

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

ప్రక్రియ 1 :

పీడనం (P) = 20 N/m ²

ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 10 లీటర్లు = 10 dm ³ = 10 x 10 ^-3 m ³

తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) = 40 లీటర్లు = 40 dm ³ = 40 x 10 ^-3 m ³

ప్రక్రియ 2 :

పీడనం (P) = 15 N/m ²

ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 20 లీటర్లు = 20 dm ³ = 20 x 10 ^-3 m ³

తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) = 60 లీటర్లు = 60 dm ³ = 60 x 10 ^-3 m ³

అడిగారు:

సమాధానం :

గ్యాస్ వర్క్ ఇన్ ప్రాసెస్ I:

W = P ΔV = P (V ₂ –V ₁ ) = (20)(40-10)(10 ^-3 m ³ ) = (20)(30)(10 ^-3 m ³ ) = (600)(10 ^-3 m ³ ) = 0,6 m ³

గ్యాస్ వర్క్ ఇన్ ప్రాసెస్ II:

W = P ΔV = P (V ₂ –V ₁ ) = (15)(60-20)(10 ^-3 m ³ ) = (15)(40)(10 ^-3 m ³ ) = (600)(10 ^-3 m ³ ) = 0,6 m ³

ప్రక్రియలు I మరియు II లలో గ్యాస్ పని యొక్క పోలిక:

0,6 మీ ³ : 0,6 మీ ³

1: 1

సరైన సమాధానం E.

5. P – V గ్రాఫ్ ప్రకారం, ప్రక్రియలు I మరియు II లలో వాయు పని మొత్తం అనుపాతంలో ఉంటుంది...

ఎ. 4 : 3

బి. 3 : 4

సి. 2 : 3

డి. 1 : 2

E. 1 : 1

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

ప్రక్రియ I:

పీడనం (P) = 20 పాస్కల్

వాల్యూమ్ 1 (V ₁ ) = 10 లీటర్లు

వాల్యూమ్ 2 (V ₂ ) = 40 లీటర్లు

ప్రక్రియ II:

పీడనం (P) = 15 పాస్కల్

వాల్యూమ్ 1 (V ₁ ) = 20 లీటర్లు

వాల్యూమ్ 2 (V ₂ ) = 60 లీటర్లు

ప్రశ్న: ప్రక్రియలు I మరియు II లలో గ్యాస్ పని యొక్క పోలిక

సమాధానం :

పై గ్రాఫ్ ఆధారంగా జరిగే ఉష్ణగతిక ప్రక్రియ ఒక ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ (స్థిర పీడనం).

ప్రక్రియ I లో వాయువు ద్వారా చేయబడిన పని:

W = P (V ₂ – V ₁ )

W = (20)(40 – 10)

W = (20)(30)

W = 600

ప్రక్రియ II లో వాయువు చేసిన పని:

W = P (V ₂ – V ₁ )

W = (15)(60 – 20)

W = (15)(40)

W = 600

ప్రక్రియలు I మరియు II లలో గ్యాస్ పని యొక్క పోలిక:

600: 600

1: 1

సరైన సమాధానం E.

6. కింది PV గ్రాఫ్ ప్రకారం హీలియం వాయువును వేడి చేస్తారు. AB ప్రక్రియలో హీలియం వాయువు చేసిన పని...

ఎ. 15 జౌల్స్

బి. 10 జౌల్స్

సి. 8 జౌల్స్

డి. 4 జౌల్స్

E. 2 జౌల్స్

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

పీడనం (P) = 2 x 10 ⁵ N/m ² = 2 x 10 ⁵ పాస్కల్

ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 5 cm ³ = 5 x 10 ^-6 m ³

తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) = 15 cm ³ = 15 x 10 ^-6 m ³

ప్రశ్న : AB ప్రక్రియలో వాయువు చేసిన పని

సమాధానం :

W = ∆P ∆V

W = P (V ₂ – V ₁ )

W = (2 x 10 ⁵ )(15 x 10 ^-6 – 5 x 10 ^-6 )

W = (2 x 10 ⁵ )(10 x 10 ^-6 ) = (2 x 10 ⁵ )(1 x 10 ^-5 )

W = 2 జౌల్

సరైన సమాధానం E.

7. పటాన్ని చూడండి! ఒక ఆదర్శ వాయువు పీడనం (P) నుండి ఘనపరిమాణం (V) గా మారే ప్రక్రియకు లోనవుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో వాయువు చేసిన పని…

ఎ. 20 జౌల్స్

బి. 15 జౌల్స్

సి. 10 జౌల్స్

డి. 5 జౌల్స్

E. 4 జౌల్

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

ప్రారంభ పీడనం (P ₁ ) = 4 Pa ​​​​= 4 N/m ²

తుది పీడనం (P ₂ ) = 6 Pa = 6 N/m ²

ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 2 మీ ³

తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) = 4 మీ ³

కావలసినది : గ్యాస్ (W) తో చేసే పని

సమాధానం :

వాయువు చేసిన పని = ab వక్రం క్రింద ఉన్న వైశాల్యం.

W = త్రిభుజ వైశాల్యం + దీర్ఘచతురస్ర వైశాల్యం

W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)

W = ½ (2)(2) + 4(2)

W = 2 + 8

W = 10 జౌల్

సరైన సమాధానం E.

8. ఒక ఆదర్శ వాయువు A → B → C → A అనే ​​సంవృత ప్రక్రియకు లోనవుతుంది. ఒక చక్రీయంలో, ఆ వాయువు చేసే పని మొత్తం….

A. -2,0 x 10³ J

బి. − 5,5 x 10 ³ జె

C. − 8,0 x 10 ⁵ J

D. 2,0 x 10 ⁶ J

E. 4,0 x 10 ⁶ J

చర్చ

పని (W) = వక్రరేఖ యొక్క వైశాల్యం (బాణం గుర్తుతో గుర్తించబడిన రేఖ లోపల ఉన్న త్రిభుజం యొక్క వైశాల్యం).

W = ½ (20-10)(6 x 10 ⁵ – 2 x 10 ⁵ )

W = ½ (10)(4 x 10 ⁵ )

W = (5)(4 x 10 ⁵ )

W = 20 x 10 ⁵ = 2 x 10 ⁶ జౌల్స్

సరైన సమాధానం D.

హీట్ ఇంజిన్

9. ఒక యంత్రం అధిక-ఉష్ణోగ్రత రిజర్వాయర్ నుండి 2.000 జౌల్స్ ఉష్ణాన్ని గ్రహించి, తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత రిజర్వాయర్‌కు 1.200 జౌల్స్ ఉష్ణాన్ని విడుదల చేస్తుంది. ఆ యంత్రం యొక్క సామర్థ్యం ….

ఎ. 80%

బి. 75%

సి. 60%

డి. 50%

E. 40%

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

శోషించబడిన ఉష్ణం (Q _H ) = 2000 జౌల్స్

విడుదలైన ఉష్ణం (Q _L ) = 1200 జౌల్స్

యంత్రం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పని (W) = 2000 – 1200 = 800 జౌల్స్

ప్రశ్న : ఉష్ణ యంత్రం యొక్క సామర్థ్యం (ఇ)

సమాధానం :

ఉష్ణ యంత్రం యొక్క సామర్థ్యానికి సూత్రం:

e = W / Q _H = 800/2000 = 0,4 x 100% = 40%

సరైన సమాధానం E.

కార్నోట్ ఇంజిన్

10. 960 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉష్ణాన్ని గ్రహించి, 576 K ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉష్ణాన్ని తిరస్కరించే చక్రం కలిగిన కార్నోట్ ఇంజిన్ సామర్థ్యం...

ఎ. 40%

బి. 50%

సి. 56%

డి. 60%

E. 80%

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

అధిక ఉష్ణోగ్రత (TH ₎ = 960 K

అల్ప ఉష్ణోగ్రత (TL ₎ = 576 K

ప్రశ్న : కార్నోట్ ఇంజిన్ సామర్థ్యం (e)

సమాధానం :

కార్నోట్ ఇంజిన్ సామర్థ్యం 0,4 x 100% = 40%

సరైన సమాధానం A.

11. క్రింద ఉన్న కార్నోట్ ఇంజిన్ యొక్క PV గ్రాఫ్‌లో, W = 6.000 జౌల్స్. ప్రతి చక్రానికి ఇంజిన్ విడుదల చేసే ఉష్ణం మొత్తం...

ఎ. 2.250 జౌల్స్

బి. 3.000 జౌల్స్

సి. 3.750 జౌల్స్

డి. 6.000 జౌల్స్

E. 9.600 జౌల్స్

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

పని (W) = 6000 జౌల్స్

అధిక ఉష్ణోగ్రత (TH ₎ = 800 కెల్విన్

అల్ప ఉష్ణోగ్రత (T _L ) = 300 కెల్విన్

అడిగినది : ప్ర

సమాధానం :

ఆదర్శ ఉష్ణ యంత్రం (కార్నోట్ ఇంజిన్) యొక్క సామర్థ్యం:

కార్నోట్ ఇంజిన్ ద్వారా గ్రహించబడిన ఉష్ణం:

W = e Q ₁

6000 = (0,625) ప్రశ్న ₁

ప్రశ్న ₁ = 6000 / 0,625

ప్రశ్న ₁ = 9600

కార్నోట్ ఇంజిన్ ద్వారా విడుదలయ్యే ఉష్ణం:

ప్రశ్న ₂ = ప్రశ్న ₁ – W

ప్రశ్న ₂ = 9600 – 6000

Q ₂ = 3600 జౌల్

సరైన సమాధానం అంటూ ఏదీ లేదు.

12. 40% సామర్థ్యం గల ఒక కార్నోట్ ఇంజిన్ 727°C ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న వేడి రిజర్వాయర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. చల్లని రిజర్వాయర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కనుగొనండి!

ఎ. 327°C

బి. 357°C

సుమారు 400°C

డి. 600°C

E. 627°C

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

సామర్థ్యం (e) = 40% = 40/100 = 0,4

అధిక ఉష్ణోగ్రత (TH ₎ = 727 ^° C + 273 = 1000 K

ప్రశ్న: చల్లని రిజర్వాయర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కనుగొనండి

సమాధానం :

జలాశయం ఉష్ణోగ్రత 600–273 = 327 ^o C

సరైన సమాధానం A.

13. కార్నోట్ ఇంజిన్ యొక్క P-V గ్రాఫ్ కింది పటంలో చూపిన విధంగా ఉంటుంది! ఇంజిన్ 800 J ఉష్ణాన్ని శోషించుకుంటే, అప్పుడు జరిగిన పని…

ఎ. 105,5 జె

బి. 252,6 జె

సి. 336,6 జె

డి. 466,7 జె

E. 636,7 J

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

అధిక ఉష్ణోగ్రత (TH ₎ = 600 కెల్విన్

అల్ప ఉష్ణోగ్రత (T _L ) = 250 కెల్విన్

శోషించబడిన ఉష్ణం (Q ₁ ) = 800 జౌల్స్

అడిగినది: ప్రయత్నం (W)

సమాధానం :

ఆదర్శ ఉష్ణ యంత్రం (కార్నోట్ ఇంజిన్) యొక్క సామర్థ్యం:

చేసిన ప్రయత్నాలు:

W = e Q ₁

W = (7/12)(800 జౌల్స్)

W = 466,7 జౌల్

సరైన సమాధానం D.

14. ఒక కార్నోట్ ఇంజిన్ 600 K అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేసి, యాంత్రిక పనిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఒకవేళ ఆ ఇంజిన్ 400 K తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద 600 J ఉష్ణాన్ని శోషించుకుంటే, అప్పుడు ఉత్పత్తి అయ్యే పని….

ఎ. 120 జె

బి. 124 జె

సి. 135 జె

డి. 148 జె

E. 200 J

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

అల్ప ఉష్ణోగ్రత (TL ₎ = 400 K

అధిక ఉష్ణోగ్రత (TH ₎ = 600 K

శోషించబడిన ఉష్ణం (Q ₁ ) = 600 జౌల్స్

కావలసినది : కార్నోట్ ఇంజిన్ (W) ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పని

సమాధానం :

ఆదర్శ ఉష్ణ యంత్రం (కార్నోట్ ఇంజిన్) యొక్క సామర్థ్యం:

కార్నోట్ ఇంజిన్ చేసిన పని:

W = e Q ₁

W = (1/3)(600) = 200 జౌల్స్

సరైన సమాధానం E.

వాయువుల గతిశాస్త్ర సిద్ధాంతం మరియు ఉష్ణగతి శాస్త్రం

15. ఒక ట్యాంకులో 4 లీటర్ల ఘనపరిమాణం, 27 ^° C ఉష్ణోగ్రత మరియు 3 atm పీడనం (1 atm = 10⁵ ^Nm⁻² ) ^{గల ఒక ఆదర్శ వాయువు ఉంది. ఆ వాయువును స్థిర పీడనం వద్ద ఉష్ణోగ్రత 87 °} C అయ్యేవరకు వేడిచేస్తారు. ఆ వాయువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం 9 JK⁻¹గా ఉంది ^. ఆ వాయువు యొక్క తుది ఘనపరిమాణం మరియు దాని అంతర్గత శక్తిలో మార్పు వరుసగా...

ఎ. 4,2 లీటర్లు, ΔU = 200 జౌల్స్

బి. 4,4 లీటర్లు, ΔU = 240 జౌల్స్

C. 4,6 లీటర్లు, ΔU = 280 జౌల్స్

D. 4,8 లీటర్లు, ΔU = 300 జౌల్స్

E. 4,8 లీటర్లు, ΔU = 360 జౌల్స్

చర్చ

ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ (స్థిర పీడనం)

ఇది తెలిసిన విషయమే:

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 4 లీటర్లు

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

ఆదర్శ వాయువు యొక్క తుది ఉష్ణోగ్రత (T ₂ ) = 87 ^o C + 273 = 360 K

ఆదర్శ వాయు పీడనం (P) = 3 atm = 3 x 10 ⁵ Nm ^-2

వాయువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం (C) = 9 JK ^-1

ప్రశ్న: వాయువు యొక్క తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) మరియు వాయువు యొక్క అంతర్గత శక్తిలో మార్పు (ΔU)

సమాధానం :

చార్లెస్ నియమ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి తుది ఘనపరిమాణాన్ని లెక్కించండి (ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ లేదా స్థిర పీడనం):

వాల్యూమ్ మార్పు:

1 లీటరు = 0,001 ^{ఘన మీటర్లు}

ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 4 (0,001 m ³ ) = 0,004 m ³

తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) = 4,8 (0,001 m ³ ) = 0,0048 m ³

ఘనపరిమాణంలో మార్పు ( ΔV) = V₂ _– V₁ ₌ 0,0048 m³ ^– 0,004 m³ ⁼ 0,008 ^m³.

ఉష్ణోగ్రత మార్పులు:

ఉష్ణోగ్రత మార్పు (ΔT) = T ₂ – T ₁ = 360 K – 300 K = 60 K

మొదటి ఉష్ణగతిక శాస్త్ర నియమాన్ని ఉపయోగించి ఒక ఆదర్శ వాయువు యొక్క అంతర్గత శక్తిలో మార్పును (ΔU) లెక్కించండి:

ΔU = Q – W

వివరణ: ΔU = అంతర్గత శక్తిలో మార్పు, Q = ఉష్ణం, W = పని.

స్థిర పీడనం వద్ద పని (W)ని లెక్కించండి:

W = P ΔV = (3 x 10 ⁵ )( 0,0008) = (3 x 10 ¹ )( 8) = (30)(8) = 240 జౌల్స్

ఉష్ణ సామర్థ్య (C) సూత్రాన్ని ఉపయోగించి ఉష్ణాన్ని (Q) లెక్కించండి:

C = Q / ΔT

Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 జౌల్స్

అంతర్గత శక్తిలో మార్పును లెక్కించండి:

ΔU = Q – W = 540 జౌల్స్ – 240 జౌల్స్ = 300 జౌల్స్.

సరైన సమాధానం D.

16. ఒక ట్యాంకులో 2 atm (1 atm = 10⁵ Nm⁻²) పీడనం మరియు 27°C ఉష్ణోగ్రత వద్ద 6 లీటర్ల ఆదర్శ వాయువు ఉంది. ^ఆ వాయువును స్థిర ^{పీడనం వద్ద 77 °} C ఉష్ణోగ్రత వరకు వేడి చేశారు . ఆ వాయువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం 5 JK⁻¹ అయితే ^, ఆ వాయువు యొక్క తుది ఘనపరిమాణం మరియు అంతర్గత శక్తిలో మార్పు వరుసగా….

ఎ. 8 లీటర్లు; ΔU = 250 జౌల్స్

బి. 8 లీటర్లు; ΔU = 200 జౌల్స్

C. 7 లీటర్లు; ΔU = 100 జౌల్స్

D. 7 లీటర్లు; ΔU = 50 జౌల్స్

E. 7 లీటర్లు; ΔU = 20 జౌల్స్

చర్చ

ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ (స్థిర పీడనం)

ఇది తెలిసిన విషయమే:

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 6 లీటర్లు

ఆదర్శ వాయువు యొక్క ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత (T ₁ ) = 27 ^o C + 273 = 300 K

ఆదర్శ వాయువు యొక్క తుది ఉష్ణోగ్రత (T ₂ ) = 77 ^o C + 273 = 350 K

ఆదర్శ వాయు పీడనం (P) = 2 atm = 2 x 10 ⁵ Nm ^-2

వాయువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం (C) = 5 JK ^-1

ప్రశ్న: వాయువు యొక్క తుది ఘనపరిమాణం (V ₂ ) మరియు వాయువు యొక్క అంతర్గత శక్తిలో మార్పు (ΔU)

సమాధానం :

చార్లెస్ నియమ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి తుది ఘనపరిమాణాన్ని లెక్కించండి (ఐసోబారిక్ ప్రక్రియ లేదా స్థిర పీడనం):

వాల్యూమ్ మార్పు:

1 లీటరు = 0,001 ^{ఘన మీటర్లు}

ప్రారంభ ఘనపరిమాణం (V ₁ ) = 6 (0,001 m ³ ) = 0,006 m ³

తుది ఘనపరిమాణం (V 2 ₎ = 7 (0,001 m ³ ) = 0,007 m ³

ఘనపరిమాణ మార్పు ( ΔV) = V₂ _– V₁ ₌ 0,007 m³ ^– 0,006 m³ ⁼ 0,001 ^m³.

ఉష్ణోగ్రత మార్పులు:

ఉష్ణోగ్రత మార్పు (ΔT) = T ₂ – T ₁ = 350 K – 300 K = 50 K

మొదటి ఉష్ణగతిక శాస్త్ర నియమాన్ని ఉపయోగించి ఒక ఆదర్శ వాయువు యొక్క అంతర్గత శక్తిలో మార్పును (ΔU) లెక్కించండి:

ΔU = Q – W

వివరణ: ΔU = అంతర్గత శక్తిలో మార్పు, Q = ఉష్ణం, W = పని.

స్థిర పీడనం వద్ద పని (W)ని లెక్కించండి:

W = P ΔV = (2 x 10 ⁵ )( 0,001) = (2 x 10 ² )(1 ) = (200)(1) = 200 జౌల్స్

ఉష్ణ సామర్థ్య (C) సూత్రాన్ని ఉపయోగించి ఉష్ణాన్ని (Q) లెక్కించండి:

C = Q / ΔT

Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 జౌల్స్

అంతర్గత శక్తిలో మార్పును లెక్కించండి:

ΔU = Q – W = 250 జౌల్స్ – 200 జౌల్స్ = 50 జౌల్స్.

సరైన సమాధానం D.

ఉష్ణగతిక ప్రక్రియ

17. పక్కన ఉన్న గ్రాఫ్‌ను మరియు కింది ప్రకటనలను చూడండి!

(1AB ప్రక్రియ ఐసోబారిక్ మరియు W = P (V₂ - వి₁)

(2) BC ప్రక్రియ అడియాబాటిక్, మరియు ΔU = Q

(3) ప్రాసెస్ BC ఐసోకోరిక్, మరియు ΔU = Q

(4) CA ప్రక్రియ ఐసోథర్మల్, మరియు వ్యవస్థ వేడిని గ్రహిస్తుంది.

సరైన వాక్యం ఇది…

ఎ. (1) మరియు (3)

బి. (1) మరియు (4)

సి. (2) మరియు (3)

D. (2) మరియు (4)

E. (3) మరియు (4)

చర్చ

(1 ) AB ప్రక్రియ ఐసోబారిక్ మరియు W = P (V ₂ – V ₁ )

ఐసోబారిక్ = స్థిర పీడనం. స్థిర పీడనాన్ని P1 వెంట A _{నుండి} B వరకు గీసిన సరళ రేఖ సూచిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో, పీడనం స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ ఘనపరిమాణంలో మార్పు వచ్చి, అది పెరుగుతుంది. ఘనపరిమాణం పెరిగితే, వ్యవస్థ పరిసరాలపై పని చేస్తుంది, ఇక్కడ పని మొత్తం (W) అనేది పీడనం (P) మరియు ఘనపరిమాణంలో మార్పు (ΔU) ల లబ్ధం ఫలితంగా వస్తుంది.

(3) ప్రాసెస్ BC ఐసోకోరిక్, మరియు ΔU = Q

_{ఐసోకోరిక్ = స్థిర ఘనపరిమాణం. స్థిర ఘనపరిమాణాన్ని V₂} వెంబడి B నుండి C వరకు గీసిన సరళ రేఖ సూచిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో, ఘనపరిమాణం స్థిరంగా ఉంటుంది, కానీ పీడనంలో మార్పు ఉంటుంది, ఇక్కడ పీడనం పెరుగుతుంది. ఘనపరిమాణం స్థిరంగా ఉంటుంది కాబట్టి పని జరగదు, ఇక్కడ W = 0. ఉష్ణగతిక శాస్త్ర మొదటి నియమం యొక్క సూత్రం ΔU = Q – W, ​​ఇక్కడ ΔU = అంతర్గత శక్తిలో మార్పు, Q = ఉష్ణం మరియు W = పని. పని జరగకపోతే W = 0, కాబట్టి ΔU = Q.

సరైన సమాధానం A.

<span style="font-family: arial; ">10</span> కింది ఉష్ణగతిక చక్రపు గ్రాఫ్‌ను చూడండి!

కింది ప్రకటన నుండి:

(1) A – B = ఐసోకోరిక్, పని ఉష్ణోగ్రతలోని మార్పులపై ఆధారపడి ఉంటుంది

(2) B – C = అడియాబాటిక్, ఉష్ణ మార్పు లేదు

(3) B – C = ఐసోబారిక్, పని ఘనపరిమాణంలోని మార్పులపై ఆధారపడి ఉంటుంది

(4) C – A = ఈ ప్రక్రియ వ్యవస్థ వెలుపల నుండి ప్రయత్నంతో జరుగుతుంది

నిజం ఏమిటంటే...

ఎ. (1) మరియు (2)

బి. (1) మరియు (3)

సి. (2) మరియు (3)

D. (2) మరియు (4)

E. (3) మరియు (4)

చర్చ

(1) A – B = ఐసోకోరిక్, పని ఉష్ణోగ్రతలోని మార్పులపై ఆధారపడి ఉంటుంది

అవును, ఈ ప్రక్రియ ఐసోకోరిక్ (స్థిర ఘనపరిమాణం) అయినప్పటికీ, ఘనపరిమాణం స్థిరంగా ఉంటుంది, కాబట్టి పని జరగదు. ఘనపరిమాణంలో మార్పు వచ్చినప్పుడు పని జరుగుతుంది. అందువల్ల, ఈ వాక్యం తప్పు.

(3) B – C = ఐసోబారిక్, పని ఘనపరిమాణంలోని మార్పులపై ఆధారపడి ఉంటుంది

ఐసోబారిక్ = స్థిర పీడనం. స్థిర పీడనాన్ని B నుండి C కి గీసిన సరళ రేఖ సూచిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో, వ్యవస్థ యొక్క ఘనపరిమాణంలో మార్పు వస్తుంది, అంటే వ్యవస్థ యొక్క ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది. వ్యవస్థ ఘనపరిమాణం పెరగడం అంటే, ఆ వ్యవస్థ పరిసరాలపై పని చేస్తుందని అర్థం.

(4) C – A = ఈ ప్రక్రియ వ్యవస్థ వెలుపల నుండి ప్రయత్నంతో జరుగుతుంది

ఈ ప్రక్రియలో, వ్యవస్థ యొక్క ఘనపరిమాణం మరియు వ్యవస్థ పీడనం తగ్గుతాయి. వ్యవస్థ ఘనపరిమాణం తగ్గడం అంటే పరిసరాలు వ్యవస్థపై పని చేస్తున్నాయని అర్థం. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, బాహ్యంగా పని జరుగుతోంది.

సరైన సమాధానం E.

ఉష్ణగతిక శాస్త్ర నియమాలు

19. పటాన్ని చూడండి! ఒక ఆదర్శ వాయువు పీడనం (P) నుండి ఘనపరిమాణం (V) గా మారే ప్రక్రియకు లోనవుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో వాయువు చేసిన పని…
ఎ. 20 జౌల్స్
బి. 15 జౌల్స్
సి. 10 జౌల్స్
డి. 5 జౌల్స్
E. 4 జౌల్
చర్చ
ఇది తెలిసినది :
ప్రారంభ పీడనం (P₁) = 4 Pa ​​​​= 4 N/m²
తుది పీడనం (P₂) = 6 Pa ​​​​= 6 N/m²
ప్రారంభ పరిమాణం (V₁) = 2 మీ³
తుది సంపుటి (V₂) = 4 మీ³
అడిగారు : వాయువు చేసిన పని (W)
జవాబ్ :
వాయువు చేసిన పని = ab వక్రం క్రింద ఉన్న వైశాల్యం.
W = త్రిభుజ వైశాల్యం + దీర్ఘచతురస్ర వైశాల్యం
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 జౌల్
సరైన సమాధానం E.

20. ఒక ఆదర్శ వాయువు A → B → C → A అనే ​​సంవృత ప్రక్రియకు లోనవుతుంది. ఒక చక్రీయంలో, ఆ వాయువు ఎంత పని చేస్తుంది….
ఎ. −2,0 x 10³ J
బి. −5,5 x 10³ J
సి. −8,0 x 10⁵ J
డి. 2,0 x 10⁶ J
E. 4,0 x 10⁶ J
చర్చ
పని (W) = వక్రరేఖ యొక్క వైశాల్యం (బాణం గుర్తుతో గుర్తించబడిన రేఖ లోపల ఉన్న త్రిభుజం యొక్క వైశాల్యం).
W = ½ (20-10)(6 x 10⁵ – 2 x 10⁵)
W = ½ (10)(4 x 10⁵)
W = (5)(4 x 10⁵)
W = 20 x 10⁵ = 2x10⁶ శక్తి కొలమానము
సరైన సమాధానం D.

ప్రశ్న మూలం:

సీనియర్ హైస్కూల్/వొకేషనల్ హైస్కూల్ విద్యార్థుల కోసం జాతీయ భౌతికశాస్త్ర పరీక్ష ప్రశ్నలు