ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ (isochoric process)

3 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ในกระบวนการปริมาตรคงที่ (isochoric processes)

1. กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความดัน (P) กับปริมาตร (V) ของแก๊สที่เกิดกระบวนการปริมาตรคงที่ งานที่แก๊สทำในกระบวนการ AB คือ…

ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 1การอภิปราย
กระบวนการ AB = กระบวนการไอโซคอริก (ปริมาตรคงที่) ที่ปริมาตรคงที่ ปริมาตรของแก๊ส (และปริมาตรของพื้นที่) ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นแก๊สจึงไม่ทำงาน

2. ก๊าซอะตอมเดี่ยว 3 โมล ที่อุณหภูมิ 47 องศาเซลเซียสoC และความดัน 2 x 105 ปาสคาล undergoes กระบวนการปริมาตรคงที่จนกระทั่งความดันเพิ่มขึ้นเป็น 3 x 105 ปาสคาล การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของแก๊สคือ… ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,315 J/mol.K
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)1) = 47oC + 273 = 320 K
ความดันเริ่มต้น (P1) = 2 x 105 Pa
แรงดันสุดท้าย (P2) = 3 x 105 Pa
ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,315 J/mol.K
จำนวนโมล (n) = 3
ถาม : การเปลี่ยนแปลงพลังงานในแก๊ส
จาวาบ :
ในกระบวนการปริมาตรคงที่ ปริมาตรจะคงที่ ดังนั้นจึงไม่มีงานใด ๆ เกิดขึ้นจากแก๊ส (W = 0)
กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ :
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 6จากที่มาของสูตรนี้ สรุปได้ว่า ในกระบวนการปริมาตรคงที่ ความร้อนที่เพิ่มเข้าไปในระบบ (Q) ทำให้พลังงานภายใน (U) ของระบบเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากระบบทำให้พลังงานภายในของระบบลดลง การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของแก๊สมีค่าเท่าใด? การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของแก๊สคำนวณได้โดยใช้สูตรพลังงานภายในด้านล่าง
พลังงานในก๊าซ :
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 3ในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน จำเป็นต้องทราบอุณหภูมิสุดท้าย (T)2) คำนวณ T2 โดยใช้สูตรกฎของเกย์-ลูแซค
กฎของเกย์-ลูแซค (ปริมาตรคงที่/ปริมาตรเท่ากัน) :
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 4คำนวณการเปลี่ยนแปลงพลังงานในแก๊ส:
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 5การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของแก๊สมีค่าเท่ากับ 5986,8 จูล

อ่านเพิ่มเติม  ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับความต้านทานไฟฟ้า

3. ก๊าซอะตอมเดี่ยวจำนวน 0,2 โมล ที่อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียสoC อยู่ในภาชนะปิด ความร้อนที่ต้องถูกดูดซับเพื่อเพิ่มอุณหภูมิของแก๊สให้ถึง 400 K คือ… ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,315 J/mol.K
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
จำนวนโมล (n) = 0,2 โมล
อุณหภูมิเริ่มต้น (T)1) = 27oC + 273 = 300 K
อุณหภูมิสุดท้าย (T)2) = 400 K
ค่าคงที่ของแก๊สสากล (R) = 8,315 J/mol.K
ถาม : ความร้อนที่ถูกดูดซับ (Q)
จาวาบ :
ในกระบวนการปริมาตรคงที่ ปริมาตรจะคงที่ ดังนั้นจึงไม่มีงานใด ๆ เกิดขึ้นจากแก๊ส (W = 0)
กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ :
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 2ความร้อนที่ถูกดูดซับ (Q) = การเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในของแก๊ส (U) การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของแก๊สคำนวณได้โดยใช้สูตรพลังงานภายในด้านล่าง
พลังงานในก๊าซ :
ตัวอย่างการประยุกต์ใช้กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์กับกระบวนการปริมาตรคงที่ - 7ความร้อนที่แก๊สดูดซับ = การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน = 249,45 จูล

พิมพ์ง่าย PDF & Email

แสดงความคิดเห็น