Термодинамика - мушкилот ва роҳҳои ҳалли онҳо
1. Бар асоси графики PV дар зер, нисбати кори анҷомдодаи газ дар раванди I ба кори анҷомдодаи газ дар раванди II чанд аст?
Маълум:
Раванди 1:
Фишор (P) = 20 Н/ м2
Ҳаҷми ибтидоӣ (V1 ) = 10 литр = 10 дм3 = 10 x 10 -3 м3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V)2) = 40 литр = 40 дм3 = 40 x 10-3 m3
Раванди 2:
Раванд (P) = 15 Н/м2
Ҳаҷми ибтидоӣ (V1 ) = 20 литр = 20 дм3 = 20 x 10 -3 м3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V)2) = 60 литр = 60 дм3 = 60 x 10-3 m3
Дархостшуда: Таносуби кори анҷомдодашудаи газ
Ҳал:
Коре, ки газ дар ин раванд анҷом медиҳад, I:
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (20)(40-10)(10 -3 м 3 ) = (20)(30)(10 -3 м 3 ) = (600)(10 -3 м 3 ) = 0.6 м 3
Коре, ки газ дар раванди II анҷом медиҳад:
W = P ΔV = P (V 2 –V 1 ) = (15)(60-20)(10 -3 м 3 ) = (15)(40)(10 -3 м 3 ) = (600)(10 -3 м 3 ) = 0.6 м 3
Таносуби кори анҷомдодаи газ дар раванди I ва раванди II:
0.6 м 3 : 0.6 м 3
1: 1
2.
Бар асоси графики зер, кори гази гелий дар раванди AB чӣ қадар аст?
Маълум:
Фишор (P) = 2 x 105 Н / м2 = 2 x 105 Паскал
Ҳаҷми ибтидоӣ (V)1) = 5 см3 = 5 x 10-6 m3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V)2) = 15 см3 = 15 x 10-6 m3
Дархостшуда: Коре, ки газ дар раванди AB анҷом медиҳад
Ҳал:
W = ∆P ∆V
W = P ( V2 – V1 )
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 Ҷоул
3.
Бар асоси графики зер, дар раванди AB чӣ қадар кор анҷом дода мешавад?
Маълум:
Фишори ибтидоӣ (P)1) = 4 Па = 4 Н/м2
Фишори ниҳоӣ (P)2) = 6 Па = 6 Н/м2
Ҳаҷми ибтидоӣ (V1 ) = 2 м3
Ҳаҷми ниҳоӣ (V2 ) = 4 м3
Дархостшуда: кори анҷомдодашуда Ман коркард мекунам
Ҳал:
Кори анҷомдодашуда аз ҷониби газ = масоҳати зери каҷи ab
W = масоҳати секунҷа + масоҳати росткунҷа
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Ҷоул
4. Бар асоси графики зер, дар раванди ABCA чӣ кор анҷом дода шудааст.
Ҳал:
Кор (W) = Масоҳати секунҷаи ABC
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 105
W = 2 x 10 6 Ҷоул
5. Муҳаррик дар ҳарорати баланд 2000 Ҷоул гармиро фурӯ мебарад ва дар ҳарорати паст 1200 Ҷоул гармиро хориҷ мекунад. Самаранокии муҳаррик чанд аст?
Маълум:
Вуруди гармӣ (QH ) = 2000 Ҷоул
Гармии ихроҷ (QL ) = 1200 Ҷоул
Коре, ки муҳаррик анҷом додааст (W) = 2000 – 1200 = 800 Ҷоул
Дархостшуда: самаранокӣ (д)
Ҳал:
e = W / QH
e = 800/2000
e = 0.4 x 100%
е = 40%
6. Муҳаррик гармиро дар ҳарорати 960 Келвин фурӯ мебарад ва муҳаррик гармиро дар ҳарорати 576 Келвин хориҷ мекунад. Самаранокии муҳаррик чанд аст?
Маълум:
Ҳарорати баланд (T H ) = 960 К
Ҳарорати паст (Tl ) = 576 K
Мехост: самаранокӣ (д)
Ҳал:
Самаранокии муҳаррики Карно = 0.4 x 100% = 40%
7. Бар асоси графики зер, кори анҷомдодаи муҳаррик 6000 Ҷоул аст. Гармие, ки муҳаррик дар ҳар як давра хориҷ мекунад, чӣ қадар аст?
Маълум:
Кор (Вт) = 6000 Ҷоул
Ҳарорати баланд (T)H) = 800 Келвин
Ҳарорати паст (T)L) = 300 Келвин
Мехост: гармии аз муҳаррик хориҷшуда
ҳал :
Самаранокии (идеалӣ) Карно:
Гармии аз ҷониби муҳаррики Карно фурӯ бурдашуда:
W = e Q 1
6000 = (0.625) С 1
Q1 = 6000/0.625
Q1 = 9600
Гармии аз муҳаррики Карно хориҷшуда:
С 2 = С 1 – Ғ
С 2 = 9600 – 6000
Q2 = 3600 Ҷоул
8. Самаранокии муҳаррики Карно 40% аст. Агар гармӣ дар 727°C ҷаббида шавад, пас ҳарорати паст чанд аст.
Маълум:
Самаранокӣ (e) = 40% = 40/100 = 0.4
Ҳарорати баланд (T H ) = 727 o C + 273 = 1000 K
Дархостшуда: Ҳарорати паст
Ҳал:
TL = 600 Келвин – 273 = 327oC
9. Бар асоси графики зер, агар муҳаррик 800 Ҷ гармиро фурӯ барад, кори муҳаррик чӣ қадар аст?
Маълум:
Ҳарорати баланд (T)H) = 600 Келвин
Ҳарорати паст (T)L) = 250 Келвин
Вуруди гармӣ (Q 1 ) = 800 Ҷоул
Дархост: Кор (W)
Ҳал:
Самаранокии муҳаррики Карно:
Кор аз ҷониби муҳаррик анҷом дода шуд:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 Ҷоул)
W = 466.7 Ҷоул
10. Ҳарорати баланди муҳаррики Карно 600 К аст. Агар муҳаррик 600 Ҷ гармиро фурӯ барад ва ҳарорати паст 400 К бошад, кори муҳаррик чӣ қадар аст?
Маълум:
Ҳарорати паст (Tl ) = 400 K
Ҳарорати баланд (T H ) = 600 К
Вуруди гармӣ (Q 1 ) = 600 Ҷоул
Мехост: Кор бо муҳаррики Карно (W) анҷом дода шуд.
Ҳал:
Самаранокии муҳаррики Карно:
Кор бо ёрии муҳаррики Карно анҷом дода шуд:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 Ҷоул
- Самти асосии термодинамика чист? ҷавобТермодинамика ба омӯзиши энергия, табдилёбии он ва робитаи он бо материя, махсусан дар системаҳои мувозинатӣ, тамаркуз мекунад.
- Қонуни сифрии термодинамика чӣ гуна бо ҳарорат алоқаманд аст? ҷавобҚонуни сифр мегӯяд, ки агар ду система бо системаи сеюм дар мувозинати гармӣ қарор дошта бошанд, пас онҳо бо ҳамдигар дар мувозинати гармӣ қарор доранд. Ин мавҷудияти хосиятеро бо номи ҳарорат нишон медиҳад, ки барои ҳамаи системаҳои дар мувозинати гармӣ қарордошта якхела аст.
- Қонуни якуми термодинамика чиро тавсиф мекунад? ҷавобҚонуни аввал, ки онро қонуни ҳифзи энергия низ меноманд, мегӯяд, ки энергияро ба вуҷуд овардан ё нобуд кардан мумкин нест, танҳо аз як шакл ба шакли дигар табдил додан мумкин аст. Дар системаи пӯшида, тағирёбии энергияи дохилӣ ба гармии ба система иловашуда аз кам кардани кори анҷомдодашудаи система дар атрофи он баробар аст.
- Чаро қонуни дуюми термодинамика барои фаҳмидани самти равандҳои табиӣ муҳим аст? ҷавобҚонуни дуюм мегӯяд, ки энтропия (ё бетартибӣ)-и системаи ҷудогона ҳамеша меафзояд ё доимӣ мемонад. Ин қоидаест, ки энергия агар монеа нашавад, худ аз худ пароканда мешавад ва ба равандҳои табиӣ роҳнамоӣ медиҳад ва асосан шарҳ медиҳад, ки чаро баъзе равандҳо худ аз худ рух медиҳанд, дар ҳоле ки дигарон не.
- Энтропия чист ва он чӣ гуна бо бетартибӣ дар система алоқаманд аст? ҷавобЭнтропия ченаки миқдори энергия дар системаест, ки барои иҷрои кор дастнорас аст. Он инчунин аксар вақт ҳамчун ченаки бетартибӣ ё тасодуфии система тавсиф мешавад. Умуман, энтропияи баландтар ба бетартибӣ ё тасодуфии бештар мувофиқат мекунад.
- Қонуни сеюми термодинамика энтропияи кристалли комилро дар ҳолати сифри мутлақ чӣ гуна тавсиф мекунад? ҷавобҚонуни сеюм мегӯяд, ки энтропияи кристалли комил дар ҳарорати сифрии мутлақ (0 Келвин) комилан сифр аст. Ин маънои онро дорад, ки дар ин ҳарорат система комилан тартибёфта аст.
- Чаро гармӣ мустақилона аз ҷисми хунуктар ба ҷисми гармтар гузашта наметавонад? ҷавоб: Ин рафтор натиҷаи қонуни дуюми термодинамика аст. Агар гармӣ аз ҷисми хунуктар ба ҷисми гармтар худ аз худ ҷорӣ мешуд, ин ба коҳиши энтропияи умумии система оварда мерасонад, ки равандҳои табиӣ онро дастгирӣ намекунанд.
- Фарқи байни системаи ҷудогона, пӯшида ва кушода дар термодинамика чист? ҷавобСистемаи ҷудогона бо муҳити атрофаш энергия ё моддаро мубодила намекунад. Системаи пӯшида метавонад энергияро мубодила кунад, аммо бо муҳити атрофаш аҳамият надорад. Системаи кушода метавонад ҳам энергия ва ҳам моддаро бо муҳити атрофаш мубодила кунад.
- Мафҳуми «кор» дар термодинамика аз истифодаи ҳаррӯзаи ин истилоҳ чӣ фарқ дорад? ҷавобДар термодинамика, "кор" ба раванди интиқоли энергия ишора мекунад, ки дар он қувваҳои ба объект татбиқшаванда онро дар самти мувозӣ ба қувва ҳаракат медиҳанд. Масалан, вақте ки газ нисбат ба поршен васеъ мешавад, он дар поршен кор мекунад. Ин таърифи мушаххастар дар муқоиса бо истифодаи ҳаррӯзаи "кор" аст, ки метавонад танҳо маънои ҳама гуна вазифа ё фаъолиятро дошта бошад.
-
Давраи Карно чист ва чаро он дар термодинамика аҳамияти калон дорад? ҷавобДавраи Карно як давраи идеализатсияшудаи термодинамикӣ аст, ки ҳадди болоии самаранокиро, ки ҳар як муҳаррики термодинамикии классикӣ метавонад ҳангоми табдил додани гармӣ ба кор (ё баръакс) ба даст орад, таъмин мекунад. Ин муҳим аст, зеро он ҳадди асосии самаранокиро дар асоси ҳарорати обанборҳои гармӣ, ки дар байни онҳо муҳаррик кор мекунад, муқаррар мекунад.
