ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ 20 ข้อ
กระบวนการทางเทอร์โมไดนามิก
1. ในทางเทอร์โมไดนามิกส์ ก๊าซอุดมคติจะเกิดกระบวนการอุณหภูมิคงที่ก็ต่อเมื่อ…
ก. การเปลี่ยนแปลงสถานะของแก๊ส อุณหภูมิจะคงที่เสมอ
B. โมเลกุลทั้งหมดเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน
C. สภาวะของก๊าซทุกชนิดมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอยู่เสมอ
D. ที่อุณหภูมิสูง ความเร็วของโมเลกุลจะสูงขึ้น
E. ความดันและปริมาตรของแก๊สไม่เปลี่ยนแปลง
การอภิปราย
ไอโซเทอร์มอล หรือ ไอโซเทอร์มิก หมายถึง อุณหภูมิคงที่
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
2. ก๊าซอุดมคติทุกชนิดจะเกิดกระบวนการปริมาตรคงที่ ดังนั้น...
ก. โมเลกุลทุกตัวมีความเร็วเท่ากัน
B. ที่อุณหภูมิสูง ความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลจะมากขึ้น
C. ความดันแก๊สคงที่
D. แก๊สจะทำงาน
E. ไม่มีพลังงานภายใน
การอภิปราย
ไอโซโคริก = ปริมาตรคงที่
คำตอบที่ถูกต้องคือ B.
3. 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.
กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์
4. จากกราฟ PV ด้านล่าง ปริมาณงานของก๊าซในกระบวนการที่ I และ II เป็นสัดส่วนดังนี้...
ก. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
ง. 1 : 2
E. 1 : 1
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ขั้นตอนที่ 1 :
ความดัน (P) = 20 N/ m²
ปริมาตรเริ่มต้น ( V 1 ) = 10 ลิตร = 10 dm³ = 10 x 10⁻³ m³
ปริมาตรสุดท้าย (V2 ) = 40 ลิตร = 40 dm³ = 40 x 10⁻³ m³
ขั้นตอนที่ 2 :
ความดัน (P) = 15 N/ m²
ปริมาตรเริ่มต้น ( V 1 ) = 20 ลิตร = 20 dm³ = 20 x 10⁻³ m³
ปริมาตรสุดท้าย (V2 ) = 60 ลิตร = 60 dm³ = 60 x 10⁻³ m³
ถาม:
คำตอบ :
งานตรวจสอบก๊าซระหว่างดำเนินการ 1:
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
งานด้านก๊าซที่อยู่ระหว่างดำเนินการ 2:
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
การเปรียบเทียบปริมาณงานของก๊าซในกระบวนการที่ 1 และ 2:
0,6 ม. ³ : 0,6 ม. ³
1: 1
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
5. จากกราฟ P – V ปริมาณงานของก๊าซในกระบวนการที่ I และ II เป็นสัดส่วนดังนี้...
ก. 4 : 3
B. 3 : 4
C. 2 : 3
ง. 1 : 2
E. 1 : 1
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ขั้นตอนที่ 1:
ความดัน (P) = 20 ปาสคาล
ปริมาตร 1 (V 1 ) = 10 ลิตร
ปริมาตร 2 (V 2 ) = 40 ลิตร
ขั้นตอนที่ 2:
ความดัน (P) = 15 ปาสคาล
ปริมาตร 1 (V 1 ) = 20 ลิตร
ปริมาตร 2 (V 2 ) = 60 ลิตร
คำถาม:การเปรียบเทียบงานของก๊าซในกระบวนการที่ 1 และ 2
คำตอบ :
กระบวนการทางเทอร์โมไดนามิกที่แสดงในกราฟด้านบนเป็นกระบวนการความดันคงที่ (ความดันคงที่)
งานที่ก๊าซทำในกระบวนการที่ 1:
W = P (V 2 – V 1 )
W = (20)(40 – 10)
W = (20)(30)
W=600
งานที่แก๊สทำในกระบวนการที่ II:
W = P (V 2 – V 1 )
W = (15)(60 – 20)
W = (15)(40)
W=600
การเปรียบเทียบปริมาณงานของก๊าซในกระบวนการที่ 1 และ 2:
600: 600
1: 1
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
6. ก๊าซฮีเลียมถูกทำให้ร้อนตามกราฟ PV ด้านล่าง งานที่ก๊าซฮีเลียมทำในกระบวนการ AB คือ...
15 จูล 
ข. 10 จูล
C. 8 จูล
ง. 4 จูล
E. 2 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า :
ความดัน (P) = 2 x 10⁵ N /m² = 2 x 10⁵ ปาสคาล
ปริมาตรเริ่มต้น ( V 1 ) = 5 cm³ = 5 x 10⁻⁶ m³
ปริมาตรสุดท้าย (V₂ ) = 15 cm³ = 15 x 10⁻⁶ m³
คำถาม : งานที่แก๊สทำในกระบวนการ AB คือเท่าใด
คำตอบ :
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 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
7. ดูรูปสิ! ก๊าซในอุดมคติ undergoes กระบวนการเปลี่ยนความดัน (P) เป็นปริมาตร (V) งานที่ก๊าซทำในกระบวนการนี้คือ…
ก. 20 จูล
ข. 15 จูล
C. 10 จูล
ง. 5 จูล
4 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า :
ความดันเริ่มต้น (P 1 ) = 4 Pa = 4 N/m 2
ความดันสุดท้าย (P 2 ) = 6 Pa = 6 N/m 2
ปริมาตรเริ่มต้น (V 1 ) = 2 m 3
ปริมาตรสุดท้าย (V 2 ) = 4 m 3
ต้องการ : งานที่ทำโดยใช้แก๊ส (W)
คำตอบ :
งานที่ทำโดยแก๊ส = พื้นที่ใต้กราฟ ab
W = พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม + พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
8. ก๊าซอุดมคติ undergoes กระบวนการปิด A → B → C → A ในวัฏจักรนี้ ก๊าซทำงานเท่ากับ….
A. -2,0 10 X3 J
B. − 5,5 x 10 3 J
C. − 8,0 x 10 5 J
ง. 2,0 x 10 6จูล
E. 4,0 x 10 6 J
การอภิปราย
งาน (W) = พื้นที่ของเส้นโค้ง (พื้นที่ของสามเหลี่ยมที่อยู่ภายในเส้นที่ทำเครื่องหมายด้วยลูกศร)
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 = 2 x 10⁶ จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
เครื่องยนต์ความร้อน
9. เครื่องจักรดูดความร้อน 2.000 จูลจากแหล่งความร้อนอุณหภูมิสูง และปล่อยความร้อน 1.200 จูลไปยังแหล่งความร้อนอุณหภูมิต่ำ ประสิทธิภาพของเครื่องจักรนี้คือ ….
ก. 80%
ข. 75%
ค. 60%
ง. 50%
40%
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความร้อนที่ดูดซับ (Q H ) = 2000 จูล
ความร้อนที่ปล่อยออกมา (Q L ) = 1200 จูล
งานที่เครื่องจักรผลิตได้ (W) = 2000 – 1200 = 800 จูล
คำถาม : ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน (e)
คำตอบ :
สูตรคำนวณประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อน:
e = W / Q H = 800/2000 = 0,4 x 100% = 40%
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
เครื่องยนต์คาร์โนต์
10. ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์คาร์โนต์ซึ่งมีวัฏจักรดูดความร้อนที่อุณหภูมิ 960 เคลวิน และปล่อยความร้อนที่อุณหภูมิ 576 เคลวิน คือ...
ก. 40%
ข. 50%
ค. 56%
ง. 60%
80%
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า :
อุณหภูมิสูง (TH ) = 960 K
อุณหภูมิต่ำ (TL ) = 576 K
คำถาม : ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์คาร์โนต์ (e)
คำตอบ :
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์คาร์โนต์คือ 0,4 x 100% = 40%
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
11.ในกราฟ PV ของเครื่องยนต์คาร์โนต์ด้านล่าง W = 6.000 จูล ปริมาณความร้อนที่เครื่องยนต์ปล่อยออกมาต่อรอบคือ...
ก. 2.250 จูล
ข. 3.000 จูล
C. 3.750 จูล
ง. 6.000 จูล
E. 9.600 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
งาน (W) = 6000 จูล
อุณหภูมิสูง (TH ) = 800 เคลวิน
อุณหภูมิต่ำ (T L ) = 300 เคลวิน
ถาม: Q
คำตอบ :
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ (เครื่องยนต์คาร์โนต์):
ปริมาณความร้อนที่ดูดซับโดยเครื่องยนต์คาร์โนต์:
W = e Q 1
6000 = (0,625) Q 1
Q 1 = 6000 / 0,625
Q 1 = 9600
ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากเครื่องยนต์คาร์โนต์:
Q 2 = Q 1 – W
Q 2 = 9600 – 6000
Q 2 = 3600 จูล
ไม่มีคำตอบที่ถูกต้องตายตัว
12. เครื่องยนต์คาร์โนต์ที่มีประสิทธิภาพ 40% ใช้แหล่งความร้อนที่อุณหภูมิ 727°C จงหาอุณหภูมิของแหล่งความเย็น!
ก. 327°C
ข. 357°C
400 องศาเซลเซียส
ง. 600°C
E. 627°C
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ประสิทธิภาพ (e) = 40% = 40/100 = 0,4
อุณหภูมิสูง (TH ) = 727 องศาเซลเซียส + 273 = 1000 เคลวิน
คำถาม:จงหาอุณหภูมิของอ่างน้ำเย็น
คำตอบ :
อุณหภูมิของอ่างเก็บน้ำคือ 600–273 = 327 องศาเซลเซียส
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
13. กราฟ P-V ของเครื่องยนต์คาร์โนต์มีลักษณะดังรูปต่อไปนี้! ถ้าเครื่องยนต์ดูดซับความร้อน 800 จูล งานที่ทำคือ…
เอ. 105,5 จูล
บี. 252,6 จูล
ซี. 336,6 จูล
ง. 466,7 จ.
อี. 636,7 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
อุณหภูมิสูง (TH ) = 600 เคลวิน
อุณหภูมิต่ำ (T L ) = 250 เคลวิน
ความร้อนที่ดูดซับ (Q 1 ) = 800 จูล
ถาม:ความพยายาม (W)
คำตอบ :
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ (เครื่องยนต์คาร์โนต์):
ความพยายามที่ดำเนินการไปมีดังนี้:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 จูล)
W = 466,7 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
14. เครื่องยนต์คาร์โนต์ทำงานที่อุณหภูมิสูง 600 เคลวิน เพื่อผลิตงานเชิงกล ถ้าเครื่องยนต์ดูดซับความร้อน 600 จูล ที่อุณหภูมิต่ำ 400 เคลวิน งานที่ผลิตได้คือ…
เอ. 120 จูล
บี. 124 จูล
ซี. 135 จูล
ง. 148 จ.
อี. 200 จูล
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า :
อุณหภูมิต่ำ (TL ) = 400 K
อุณหภูมิสูง (TH ) = 600 K
ความร้อนที่ดูดซับ (Q 1 ) = 600 จูล
ต้องการ : งานที่ได้จากเครื่องยนต์คาร์โนต์ (W)
คำตอบ :
ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนในอุดมคติ (เครื่องยนต์คาร์โนต์):
งานที่ทำโดยเครื่องยนต์คาร์โนต์:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
ทฤษฎีจลน์ของแก๊สและอุณหพลศาสตร์
15. ในถังบรรจุแก๊สอุดมคติปริมาตร 4 ลิตร อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส และความดัน 3 บรรยากาศ (1 บรรยากาศ = 10⁵ นิวตันเมตร⁻² ) แก๊สได้รับความร้อนที่ความดันคงที่จนถึงอุณหภูมิ 87 องศาเซลเซียสความจุความร้อนของแก๊สคือ 9 จูลต่อ เคล วิน ปริมาตรสุดท้ายของแก๊สและการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของแก๊สเป็นดังนี้...
A. 4,2 ลิตร, ΔU = 200 จูล
B. 4,4 ลิตร, ΔU = 240 จูล
C. 4,6 ลิตร, ΔU = 280 จูล
D. 4,8 ลิตร, ΔU = 300 จูล
E. 4,8 ลิตร, ΔU = 360 จูล
การอภิปราย
กระบวนการความดันคงที่ (Isobaric process)
เป็นที่ทราบกันว่า:
ปริมาตรเริ่มต้นของก๊าซอุดมคติ (V 1 ) = 4 ลิตร
อุณหภูมิเริ่มต้นของก๊าซอุดมคติ (T 1 ) = 27 o C + 273 = 300 K
อุณหภูมิสุดท้ายของก๊าซอุดมคติ (T 2 ) = 87 o C + 273 = 360 K
ความ ดันของก๊าซอุดมคติ (P) = 3 atm = 3 x 10⁵ Nm⁻²
ความจุความร้อนของแก๊ส (C) = 9 JK⁻¹
คำถาม:ปริมาตรสุดท้ายของแก๊ส (V₂ ) และการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของแก๊ส (ΔU)
คำตอบ :
คำนวณปริมาตรสุดท้ายโดยใช้สูตรกฎของชาร์ลส์ (กระบวนการความดันคงที่):
การเปลี่ยนแปลงระดับเสียง :
1 ลิตร = 0,001 ลูกบาศก์เมตร
ปริมาตรเริ่มต้น (V 1 ) = 4 (0,001 m 3 ) = 0,004 m 3
ปริมาตรสุดท้าย (V 2 ) = 4,8 (0,001 m 3 ) = 0,0048 m 3
การเปลี่ยนแปลงปริมาตร( ΔV) = V2 – V1 = 0,0048 m³ – 0,004 m³ = 0,008 m³
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ:
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ(ΔT) = T 2 – T 1 = 360 K – 300 K = 60 K
คำนวณการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน (ΔU) ของก๊าซอุดมคติโดยใช้สูตรของกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์:
∆U = Q – W
คำอธิบาย: ΔU = การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน, Q = ความร้อน, W = งาน
คำนวณงาน (W) ที่ความดันคงที่:
W = P ΔV = (3 x 10 5 )( 0,0008) = (3 x 10 1 )( 8) = (30)(8) = 240 จูล
คำนวณความร้อน (Q) โดยใช้สูตรความจุความร้อน (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 จูล
คำนวณการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน:
ΔU = Q – W = 540 จูล – 240 จูล = 300 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
16. ในถังบรรจุแก๊สอุดมคติปริมาตร 6 ลิตร ความดัน 2 บรรยากาศ (1 บรรยากาศ = 10⁵ นิวตันเมตร⁻² ) อุณหภูมิ 27 องศาเซลเซียส แก๊สถูกทำให้ร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิ 77 องศาเซลเซียส ที่ความดันคงที่ ถ้าความจุความร้อนของแก๊สเท่ากับ 5 จูลต่อ เคลวิน ปริมาตรสุดท้ายและการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของแก๊สจะเป็นเท่าใดตามลำดับ…
A. 8 ลิตร; ΔU = 250 จูล
B. 8 ลิตร; ΔU = 200 จูล
C. 7 ลิตร; ΔU = 100 จูล
D. 7 ลิตร; ΔU = 50 จูล
E. 7 ลิตร; ΔU = 20 จูล
การอภิปราย
กระบวนการความดันคงที่ (Isobaric process)
เป็นที่ทราบกันว่า:
ปริมาตรเริ่มต้นของก๊าซอุดมคติ (V 1 ) = 6 ลิตร
อุณหภูมิเริ่มต้นของก๊าซอุดมคติ (T 1 ) = 27 o C + 273 = 300 K
อุณหภูมิสุดท้ายของก๊าซอุดมคติ (T 2 ) = 77 o C + 273 = 350 K
ความ ดันของก๊าซอุดมคติ (P) = 2 atm = 2 x 10⁵ Nm⁻²
ความจุความร้อนของแก๊ส (C) = 5 JK⁻¹
คำถาม:ปริมาตรสุดท้ายของแก๊ส (V₂ ) และการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของแก๊ส (ΔU)
คำตอบ :
คำนวณปริมาตรสุดท้ายโดยใช้สูตรกฎของชาร์ลส์ (กระบวนการความดันคงที่):
การเปลี่ยนแปลงระดับเสียง :
1 ลิตร = 0,001 ลูกบาศก์เมตร
ปริมาตรเริ่มต้น (V 1 ) = 6 (0,001 m 3 ) = 0,006 m 3
ปริมาตรสุดท้าย (V 2 ) = 7 (0,001 m 3 ) = 0,007 m 3
การ เปลี่ยนแปลงปริมาตร ( ΔV) = V2 – V1 = 0,007 m³ – 0,006 m³ = 0,001 m³
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ:
การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ(ΔT) = T 2 – T 1 = 350 K – 300 K = 50 K
คำนวณการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน (ΔU) ของก๊าซอุดมคติโดยใช้สูตรของกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์:
∆U = Q – W
คำอธิบาย: ΔU = การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน, Q = ความร้อน, W = งาน
คำนวณงาน (W) ที่ความดันคงที่:
W = P ΔV = (2 x 10 5 )( 0,001) = (2 x 10 2 )(1 ) = (200)(1) = 200 จูล
คำนวณความร้อน (Q) โดยใช้สูตรความจุความร้อน (C):
C = Q / ΔT
Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 จูล
คำนวณการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน:
ΔU = Q – W = 250 จูล – 200 จูล = 50 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
กระบวนการทางเทอร์โมไดนามิก
17. ดูแผนภูมิด้านข้างและข้อความต่อไปนี้!
(1กระบวนการ AB เป็นกระบวนการความดันคงที่ และ W = P (V2 - V1)
(2) กระบวนการ BC เป็นแบบอะเดียแบติก และ ΔU = Q
(3) กระบวนการ BC เป็นกระบวนการปริมาตรคงที่ และ ΔU = Q
(4) กระบวนการ CA เป็นแบบไอโซเทอร์มอล และระบบดูดซับความร้อน
ประโยคที่ถูกต้องคือ…
ก. (1) และ (3)
B. (1) และ (4)
C. (2) และ (3)
ง. (2) และ (4)
E. (3) และ (4)
การอภิปราย
(1 ) กระบวนการ AB เป็นกระบวนการความดันคงที่และ W = P (V 2 – V 1 )
ไอโซบาริก = ความดันคงที่ความดันคงที่แสดงได้ด้วยเส้นตรง P1 จาก A ไป B ในกระบวนการนี้ ความดันยังคงที่ แต่ปริมาตรเปลี่ยนแปลง โดยปริมาตรเพิ่มขึ้น เมื่อปริมาตรเพิ่มขึ้น ระบบจะทำงานให้กับสิ่งแวดล้อม โดยปริมาณงาน (W) เป็นผลคูณของความดัน (P) และการเปลี่ยนแปลงปริมาตร (ΔU)
(3) กระบวนการ BC เป็นกระบวนการปริมาตรคงที่ และ ΔU = Q
เส้นไอโซโคริก (Isochoric) หมายถึง ปริมาตรคงที่ ปริมาตรคงที่แสดงด้วยเส้นตรงตามแนว V2 จากจุด B ไปยังจุด C ในกระบวนการนี้ ปริมาตรยังคงที่ แต่ความดันเปลี่ยนแปลง โดยความดันจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากปริมาตรคงที่ จึงไม่มีงานเกิดขึ้น ดังนั้น W = 0 สูตรของกฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์คือ ΔU = Q – W โดยที่ ΔU = การเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน, Q = ความร้อน และ W = งาน ถ้าไม่มีงานเกิดขึ้น ดังนั้น W = 0 ดังนั้น ΔU = Q
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.
18. ลองดูแผนภูมิวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิกต่อไปนี้!
จากข้อความต่อไปนี้:
(1) A – B = ไอโซโคริก งานขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
(2) B – C = อะเดียแบติก ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความร้อน
(3) B – C = ไอโซบาริก งานขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงปริมาตร
(4) C – A = กระบวนการเกิดขึ้นด้วยความพยายามจากภายนอกระบบ
ความจริงก็คือ…
ก. (1) และ (2)
B. (1) และ (3)
C. (2) และ (3)
ง. (2) และ (4)
E. (3) และ (4)
การอภิปราย
(1) A – B = ไอโซโคริก งานขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ใช่ กระบวนการนี้เป็นกระบวนการปริมาตรคงที่ (isochoric) อย่างไรก็ตาม ปริมาตรยังคงที่ ดังนั้นจึงไม่มีงานเกิดขึ้น งานจะเกิดขึ้นเมื่อปริมาตรเปลี่ยนแปลง ดังนั้นข้อความนี้จึงไม่ถูกต้อง
(3) B – C = ไอโซบาริก งานขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงปริมาตร
ไอโซบาริก = ความดันคงที่ ความดันคงที่แสดงได้ด้วยเส้นตรงจากจุด B ไปยังจุด C ในกระบวนการนี้ ปริมาตรของระบบมีการเปลี่ยนแปลง โดยปริมาตรของระบบจะเพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นของปริมาตรของระบบหมายความว่าระบบทำงานต่อสิ่งแวดล้อม
(4) C – A = กระบวนการเกิดขึ้นด้วยความพยายามจากภายนอกระบบ
ในกระบวนการนี้ ปริมาตรของระบบจะลดลง และความดันของระบบจะลดลง การลดลงของปริมาตรระบบหมายความว่าสิ่งแวดล้อมภายนอกได้กระทำต่อระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ มีการทำงานเกิดขึ้นจากภายนอก
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
กฎของอุณหพลศาสตร์
19. ดูภาพสิ! ก๊าซอุดมคติ undergoes กระบวนการเปลี่ยนความดัน (P) เป็นปริมาตร (V) งานที่ก๊าซทำในกระบวนการนี้คือ…
ก. 20 จูล
ข. 15 จูล
C. 10 จูล
ง. 5 จูล
4 จูล
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ความดันเริ่มต้น (P1) = 4 Pa = 4 N/m2
แรงดันสุดท้าย (P2) = 6 Pa = 6 N/m2
ปริมาตรเริ่มต้น (V)1) = 2 ม.3
ปริมาตรสุดท้าย (V2) = 4 ม.3
ถาม : งานที่ทำโดยแก๊ส (W)
จาวาบ :
งานที่ทำโดยแก๊ส = พื้นที่ใต้กราฟ ab
W = พื้นที่ของรูปสามเหลี่ยม + พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.
20. ก๊าซอุดมคติ undergoes กระบวนการปิด A → B → C → A ในวัฏจักรนี้ ก๊าซทำงานเท่ากับ….
ก. −2,0 x 103 J
B. −5,5 x 103 J
C. −8,0 x 105 J
ง. 2,0 x 106 J
E. 4,0 x 106 J
การอภิปราย
งาน (W) = พื้นที่ของเส้นโค้ง (พื้นที่ของสามเหลี่ยมที่อยู่ภายในเส้นที่ทำเครื่องหมายด้วยลูกศร)
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 จูล
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.
ที่มาของคำถาม:
ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับชาติ สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย/อาชีวศึกษา
