6 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์กับกระบวนการความดันคงที่ (ไอโซบาริก)
1. กราฟความดัน (P) – ปริมาตร (V) ของแก๊สที่เกิดกระบวนการความดันคงที่ งานที่แก๊สทำในกระบวนการ AB คือ…
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ความดัน (P) = 5 x 105 N / m2
ปริมาตรเริ่มต้น (V)1) = 2 ม.3
ปริมาตรสุดท้าย (V2) = 6 ม.3
ถาม : งานที่ดำเนินการในขั้นตอน AB
จาวาบ :
W = P (V2 - V1)
W = (5 x 105)(6 – 2) = (5 x 105) (4)
W = 20 x 105 = 2x106 จูล
2. ผลต่างของงานที่ก๊าซทำในกระบวนการ AB และ CD คือ…
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
กระบวนการไอโซบาริก AB :
ความดัน (P) = 6 atm = 6 x 105 N / m2
ปริมาตรเริ่มต้น (V)1) = 1 ลิตร = 1 dm³3 = 1x10-3 m3
ปริมาตรสุดท้าย (V2) = 3 ลิตร = 3 dm³3 = 3x10-3 m3
กระบวนการไอโซบาริก CD :
ความดัน (P) = 4 atm = 4 x 105 N / m2
ปริมาตรเริ่มต้น (V)1) = 2 ลิตร = 2 dm³3 = 2x10-3 m3
ปริมาตรสุดท้าย (V2) = 5 ลิตร = 5 dm³3 = 5x10-3 m3
ถาม : ความแตกต่างของปริมาณงานที่ก๊าซทำในกระบวนการ AB และ CD
จาวาบ :
งานที่ทำโดยแก๊สในกระบวนการ AB:
W = P (V2 - V1)
W = (6 x 105)(3 x 10-3 - 1 x 10-3)
W = (6 x 105)(2 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 จูล
หน้าที่ของก๊าซในกระบวนการซีดี:
W = P (V2 - V1)
W = (4 x 105)(5 x 10-3 - 2 x 10-3)
W = (4 x 105)(3 x 10-3)
W = 12 x 102 = 1200 จูล
ผลต่างของงานที่ก๊าซทำในกระบวนการ AB และ CD คือ 1200 – 1200 = 0
3. งานที่ก๊าซทำในกระบวนการ ABC คือ…
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ความดัน 1 (P1) = 6 x 105 ปาสคาล = 6 x 105 N / m2
ความดัน 2 (P2) = 3 x 105 ปาสคาล = 3 x 105 N / m2
เล่ม 1 (V1) = 2 ซม.3 = 2x10-6 m3
เล่ม 2 (V2) = 6 ซม.3 = 6x10-6 m3
ถาม : ความพยายามที่เกิดขึ้นในกระบวนการ ABC
จาวาบ :
ในกระบวนการ AB ปริมาตรคงที่ ดังนั้นแก๊สจึงไม่ได้ทำงาน แก๊สจะทำงานเฉพาะในกระบวนการ BC เท่านั้น ดังนั้นงานในกระบวนการ ABC เท่ากับงานในกระบวนการ BC
W = P2 (V2 - V1)
W = (3 x 105)(6 x 10-6 - 2 x 10-6)
W = (3 x 105)(4 x 10-6)
W = 12 x 10-1
W = 1,2 จูล
งานที่ทำในกระบวนการ ABC = 1,2 จูล
4. ข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิกส์คือ…
A. ไอโซบาริก คือกระบวนการเปลี่ยนแปลงของแก๊สที่ความดันคงที่
B. ไอโซบาริก คือกระบวนการเปลี่ยนแปลงของแก๊สที่อุณหภูมิคงที่
C. ไอโซโคริก คือกระบวนการเปลี่ยนแปลงของแก๊สที่ความดันคงที่
D. ไอโซเทอร์ม คือกระบวนการเปลี่ยนแปลงของแก๊สที่ปริมาตรคงที่
E. กระบวนการไอโซโคริก คือกระบวนการเปลี่ยนสถานะของแก๊สที่อุณหภูมิคงที่
การอภิปราย
ไอโซบาริก = ความดันคงที่
ไอโซโคริก = ปริมาตรคงที่
ไอโซเทอร์มอล = อุณหภูมิคงที่
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
5. การเปรียบเทียบความพยายามในกระบวนการที่ 1 และ 2 โดยพิจารณาจากกราฟด้านล่างคือ...
ก. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
ง. 1 : 2
E. 1 : 3
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
กระบวนการที่ 1 : P = 15 N/m2, โวลต์1 = 15 นาที3, โวลต์2 = 35 นาที3
กระบวนการที่ II: P = 10 N/m2, โวลต์1 = 5 m3, V2 = 45 นาที3
ถาม :
การเปรียบเทียบปริมาณงาน (W) ของกระบวนการที่ 1 และกระบวนการที่ 2?
จาวาบ :
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
6. แผนภาพ PV ของก๊าซฮีเลียมที่ผ่านกระบวนการทางเทอร์โมไดนามิกแสดงอยู่ในรูปด้านล่าง! งานที่ทำโดยก๊าซฮีเลียมในกระบวนการ ABC คือ…
ก. 400 กิโลจูล
B. 500 กิโลจูล
C. 600 กิโลจูล
ง. 800 กิโลจูล
E. 1000 kJ
การอภิปราย :
เป็นที่รู้จัก :
P1 = 2x105 N / m2
P2 = 1x105 N / m2
V1 = 5 ลูกบาศก์เมตร
V2 = 15 ลูกบาศก์เมตร
ถาม :
งาน (W) ในกระบวนการ ABC คืออะไร?
จาวาบ :
งานจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้นเท่านั้น ในกระบวนการ AB ปริมาตรของแก๊สคงที่ ดังนั้นจึงไม่มีงานเกิดขึ้นจากแก๊สฮีเลียม ในกระบวนการ BC ปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงมีงานเกิดขึ้นจากแก๊สฮีเลียม
