Mga halimbawang tanong sa termodinamika

20 Halimbawa ng mga Tanong sa Termodinamika

Prosesong Termodinamika

1. Sa termodinamika, ang isang ideal na gas ay sumasailalim sa isang prosesong isothermal kung…

A. mga pagbabago sa estado ng gas, ang temperatura ay palaging nananatiling pare-pareho

B. lahat ng molekula ay gumagalaw sa iba't ibang bilis

C. Lahat ng kondisyon ng gas ay palaging nagbabago ng temperatura

D. sa mataas na temperatura, mas mataas ang bilis ng mga molekula

E. hindi nagbabago ang presyon at volume ng gas

Pagtalakay

Ang isothermal o isothermic ay nangangahulugang pare-parehong temperatura.

Ang tamang sagot ay A.

2. Ang lahat ng ideal na gas ay sumasailalim sa isang prosesong isochoric kaya...

A. lahat ng molekula ay may parehong bilis

B. sa mataas na temperatura, mas mataas ang karaniwang bilis ng mga molekula

C. nananatiling pare-pareho ang presyon ng gas

D. gagana ang gas

Walang panloob na enerhiya si E.

Pagtalakay

Isochoric = pare-parehong volume.

Ang tamang sagot ay B.

3. Ang tamang pahayag tungkol sa mga prosesong termodinamika ay…

A. Ang isobaric ay ang proseso ng pagpapalit ng gas sa pare-parehong presyon.

B. Ang isobaric ay ang proseso ng pagpapalit ng gas sa isang pare-parehong temperatura.

C. Ang Isochoric ay isang proseso ng pagpapalit ng gas sa pare-parehong presyon.

Ang D. isotherm ay ang proseso ng pagpapalit ng gas sa isang pare-parehong volume.

E. Ang Isochoric ay isang proseso ng pagpapalit ng gas sa isang pare-parehong temperatura.

Pagtalakay

Isobaric = pare-parehong presyon

Isochoric = pare-parehong dami

Isothermic = pare-parehong temperatura

Ang tamang sagot ay A.

Unang Batas ng Termodinamika

4. Mula sa PV graph sa ibaba, ang dami ng gas work sa mga proseso I at II ay proporsyonal bilang...

A. 4 : 3

B. 3 : 4

C. 2 : 3

D. 1 : 2

E. 1:1

Pagtalakay

Alam na:

Proseso 1:

Presyon (P) = 20 N/ ^m²

Paunang dami (V ₁ ) = 10 litro = 10 dm ³ = 10 x 10 ^-3 m ³

Pangwakas na dami (V ₂ ) = 40 litro = 40 dm ³ = 40 x 10 ^-3 m ³

Proseso 2:

Presyon (P) = 15 N/ ^m²

Paunang dami (V ₁ ) = 20 litro = 20 dm ³ = 20 x 10 ^-3 m ³

Pangwakas na dami (V ₂ ) = 60 litro = 60 dm ³ = 60 x 10 ^-3 m ³

Nagtanong:

Sagot:

Trabaho sa gas sa proseso 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

Trabaho sa gas sa proseso 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

Paghahambing ng gawaing gas sa mga proseso I at II:

0,6 m3 ^: 0,6 ^m3

1: 1

Ang tamang sagot ay E.

5. Mula sa P – V graph, ang dami ng gas work sa mga prosesong I at II ay proporsyonal bilang...

A. 4 : 3

B. 3 : 4

C. 2 : 3

D. 1 : 2

E. 1:1

Pagtalakay

Alam na:

Proseso I:

Presyon (P) = 20 Pascal

Tomo 1 (V ₁ ) = 10 litro

Tomo 2 (V ₂ ) = 40 litro

Proseso II:

Presyon (P) = 15 Pascal

Tomo 1 (V ₁ ) = 20 litro

Tomo 2 (V ₂ ) = 60 litro

Tanong: Paghahambing ng gawaing gas sa mga proseso I at II

Sagot:

Ang prosesong termodinamika batay sa graph sa itaas ay isang prosesong isobaric (pare-parehong presyon).

Trabahong ginawa ng gas sa proseso I:

W = P ( _V₂ – _V₂ )

W = (20)(40 – 10)

W = (20)(30)

W=600

Trabahong ginawa ng gas sa proseso II:

W = P ( _V₂ – _V₂ )

W = (15)(60 – 20)

W = (15)(40)

W=600

Paghahambing ng gawaing gas sa mga proseso I at II:

600: 600

1: 1

Ang tamang sagot ay E.

6. Ang helium gas ay pinainit ayon sa PV graph sa ibaba. Ang gawaing ginagawa ng helium gas sa prosesong AB ay...

A. 15 joules

B. 10 joules

C. 8 joules

D. 4 joules

E. 2 joules

Pagtalakay

Alam na :

Presyon (P) = 2 x 10⁺5 ^N /m⁻¹ ⁼ 2 x ^10⁺5 Pascal

Paunang volume (V ₁ ) = 5 cm ³ = 5 x 10 ^-6 m ³

Pangwakas na volume (V ₂ ) = 15 cm ³ = 15 x 10 ^-6 m ³

Tanong : Ang gawaing ginagawa ng gas sa prosesong AB

Sagot :

W = ∆P ∆V

W = P ( _V₂ – _V₂ )

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 Joule

Ang tamang sagot ay E.

7. Tingnan ang larawan! Ang isang ideal na gas ay sumasailalim sa proseso ng pagbabago ng presyon (P) patungong volume (V). Ang gawaing ginagawa ng gas sa prosesong ito ay…

A. 20 Joule

B. 15 Joule

C. 10 Joule

D. 5 Joule

E. 4 Joule

Pagtalakay

Alam na :

Paunang presyon (P ₁ ) = 4 Pa ​​​​= 4 N/m ²

Pangwakas na presyon (P ₂ ) = 6 Pa = 6 N/m ²

Paunang dami (V ₁ ) = 2 m ³

Pangwakas na dami (V ₂ ) = 4 m ³

Hinahanap : Trabahong ginawa ng gas (W)

Sagot :

Trabahong ginagawa ng gas = lawak sa ilalim ng kurba na ab.

W = lawak ng tatsulok + lawak ng parihaba

W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)

W = ½ (2)(2) + 4(2)

W = 2 + 8

W = 10 Joule

Ang tamang sagot ay E.

8. Ang isang ideal na gas ay sumasailalim sa isang saradong prosesong A → B → C → A. Sa isang siklo, ang gas ay gumagawa ng gawaing katumbas ng….

A. -2,0 10 x³ J

B. − 5,5 x 10 ³ J

C. − 8,0 x 10 ⁵ J

D. 2,0 x 10 ⁶ J

E. 4,0 x 10 ⁶ J

Pagtalakay

Trabaho (W) = lawak ng kurba (lawak ng tatsulok sa loob ng linyang minarkahan ng arrow).

W = ½ (20-10)(6 x 105 ^– 2 x ¹⁰⁵ )

W = ½ (10)(4 x 10 ⁵ )

W = (5)(4 x 10 ⁵ )

W = 20 x 10 ⁵ = 2 x 10 ⁶ Joules

Ang tamang sagot ay D.

Makinang Pang-init

9. Ang isang makina ay sumisipsip ng 2.000 Joules ng init mula sa isang reservoir na may mataas na temperatura at nagtatanggal ng 1.200 Joules papunta sa isang reservoir na may mababang temperatura. Ang kahusayan ng makina ay ….

A. 80%

B. 75%

C. 60%

D. 50%

E. 40%

Pagtalakay

Alam na:

Init na hinihigop (Q₂H₂ ₎ = 2000 Joules

Init na inilabas (QL ₎ = 1200 Joules

Trabahong nalilikha ng makina (W) = 2000 – 1200 = 800 Joules

Tanong : Kahusayan ng heat engine (e)

Sagot :

Ang pormula para sa kahusayan ng isang heat engine:

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

Ang tamang sagot ay E.

Makinang Carnot

10. Ang kahusayan ng isang makinang Carnot na ang siklo ay sumisipsip ng init sa temperaturang 960 K at tumatanggi sa init sa temperaturang 576 K ay...

A. 40%

B. 50%

C. 56%

D. 60%

E. 80%

Pagtalakay

Alam na :

Mataas na temperatura (TH ₎ = 960 K

Mababang temperatura (TL ₎ = 576 K

Tanong : Kahusayan ng makinang Carnot (e)

Sagot :

Ang kahusayan ng isang makinang Carnot ay 0,4 x 100% = 40%

Ang tamang sagot ay A.

11. Sa PV graph ng Carnot engine sa ibaba, W = 6.000 Joules. Ang dami ng init na inilalabas ng engine kada cycle ay...

A. 2.250 joules

B. 3.000 joules

C. 3.750 joules

D. 6.000 joules

E. 9.600 joules

Pagtalakay

Alam na:

Trabaho (W) = 6000 Joules

Mataas na temperatura (TH ₎ = 800 Kelvin

Mababang temperatura (T _L ) = 300 Kelvin

Tinanong: T

Sagot:

Kahusayan ng isang mainam na heat engine (Carnot engine):

Init na hinihigop ng makinang Carnot:

W = e _Q1

6000 = (0,625) _Q1

Q1 = 6000 / _0,625

Q1 = ₉₆₀₀

Init na inilalabas ng makinang Carnot:

Q2 = _Q1 – _W

Q2 = 9600 – ₆₀₀₀

Q ₂ = 3600 Joule

Walang tamang sagot.

12. Ang isang makinang Carnot na may kahusayan na 40% ay gumagamit ng mainit na imbakan ng tubig sa temperaturang 727°C. Tukuyin ang temperatura ng malamig na imbakan ng tubig!

A. 327°C

B. 357°C

C. 400°C

D. 600°C

E. 627°C

Pagtalakay

Alam na:

Kahusayan (e) = 40% = 40/100 = 0,4

Mataas na temperatura (TH ₎ = 727 ^o C + 273 = 1000 K

Tanong: Tukuyin ang temperatura ng malamig na imbakan ng tubig

Sagot:

Ang temperatura ng imbakan ng tubig ay 600–273 = 327 ^o C

Ang tamang sagot ay A.

13. Ang P-V graph ng isang Carnot engine ay katulad ng sumusunod na pigura! Kung ang makina ay sumisipsip ng 800 J ng init, ang gawaing nagawa ay…

A. 105,5 J

B. 252,6 J

C. 336,6 J

D. 466,7 J

E. 636,7 J

Pagtalakay

Alam na:

Mataas na temperatura (TH ₎ = 600 Kelvin

Mababang temperatura (T _L ) = 250 Kelvin

Init na hinihigop (Q ₁ ) = 800 Joules

Tinanong: Pagsisikap (W)

Sagot:

Kahusayan ng isang mainam na heat engine (Carnot engine):

Ang mga pagsisikap na ginawa ay:

W = e _Q1

W = (7/12)(800 Joules)

W = 466,7 Joule

Ang tamang sagot ay D.

14. Ang isang makinang Carnot ay gumagana sa mataas na temperaturang 600 K, upang makagawa ng gawaing mekanikal. Kung ang makina ay sumisipsip ng 600 J ng init sa mababang temperaturang 400 K, kung gayon ang gawaing nalilikha ay….

A. 120 J

B. 124 J

C. 135 J

D. 148 J

E. 200 J

Pagtalakay

Alam na :

Mababang temperatura (TL ₎ = 400 K

Mataas na temperatura (TH ₎ = 600 K

Init na hinihigop (Q ₁ ) = 600 Joules

Hinahanap : Trabahong nalilikha ng makinang Carnot (W)

Sagot :

Kahusayan ng isang mainam na heat engine (Carnot engine):

Trabaho na ginawa ng makinang Carnot:

W = e _Q1

W = (1/3)(600) = 200 Joule

Ang tamang sagot ay E.

Teoryang Kinetiko ng mga Gas at Termodinamika

15. Sa isang tangke ay mayroong isang ideal na gas na may volume na 4 na litro, temperatura na 27 ^o C at presyon na 3 atm (1 atm = 10 ⁵ Nm ^-2 ). Ang gas ay sumasailalim sa proseso ng pag-init sa pare-parehong presyon hanggang sa temperaturang 87 ^o C. Ang kapasidad ng init ng gas ay 9 JK ^-1 . Ang pangwakas na volume ng gas at ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng gas ay ayon sa pagkakabanggit...

A. 4,2 litro, ΔU = 200 Joules

B. 4,4 litro, ΔU = 240 Joules

C. 4,6 litro, ΔU = 280 Joules

D. 4,8 litro, ΔU = 300 Joules

E. 4,8 litro, ΔU = 360 Joules

Pagtalakay

Prosesong isobaric (pare-parehong presyon)

Alam na:

Ang paunang dami ng isang ideal na gas (V1 ₎ = 4 litro

Paunang temperatura ng isang ideal na gas (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Pangwakas na temperatura ng ideal na gas (T ₂ ) = 87 ^o C + 273 = 360 K

Ideal na presyon ng gas (P) = 3 atm = 3 x ¹⁰⁵ Nm ^-2

Kapasidad ng init ng gas (C) = 9 JK ^-1

Tanong: Pangwakas na dami ng gas (V₂ ₎ at Pagbabago sa panloob na enerhiya ng gas (ΔU)

Sagot:

Kalkulahin ang pangwakas na volume gamit ang pormula ng batas ni Charles (prosesong isobaric o pare-parehong presyon):

Pagbabago ng Dami:

1 litro = 0,001 ^m3

Paunang dami (V ₁ ) = 4 (0,001 m ³ ) = 0,004 m ³

Pangwakas na dami (V ₂ ) = 4,8 (0,001 m ³ ) = 0,0048 m ³

Pagbabago sa volume ( ΔV) = V2 _– V1 ₌ 0,0048 m3 ^– 0,004 m3 ⁼ 0,008 ^m3.

Mga Pagbabago sa Temperatura:

Pagbabago ng temperatura (ΔT) = T2 _– T1 ₌ 360 K – 300 K = 60 K

Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya (ΔU) ng isang ideal na gas gamit ang pormula para sa Unang Batas ng Thermodynamics:

ΔU = Q – W

Paglalarawan: ΔU = pagbabago sa panloob na enerhiya, Q = init, W = trabaho.

Kalkulahin ang trabaho (W) sa pare-parehong presyon:

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

Kalkulahin ang init (Q) gamit ang pormula ng kapasidad ng init (C):

C = Q / ΔT

Q = (C)(ΔT) = (9)(60) = 540 Joules

Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya:

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

Ang tamang sagot ay D.

16. Sa isang tangke ay mayroong 6 na litro ng ideal na gas na may presyon na 2 atm (1 atm = 10 ⁵ Nm ^-2 ), na may temperaturang 27 ^o C. Ang gas ay pinainit sa temperaturang 77 ^o C sa pare-parehong presyon. Kung ang kapasidad ng init ng gas ay 5 JK ^-1 , ang pangwakas na volume at pagbabago sa panloob na enerhiya ng gas ay ayon sa pagkakabanggit….

A. 8 litro; ΔU = 250 Joules

B. 8 litro; ΔU = 200 Joules

C. 7 litro; ΔU = 100 Joules

D. 7 litro; ΔU = 50 Joules

E. 7 litro; ΔU = 20 Joules

Pagtalakay

Prosesong isobaric (pare-parehong presyon)

Alam na:

Ang paunang dami ng isang ideal na gas (V1 ₎ = 6 litro

Paunang temperatura ng isang ideal na gas (T1 ₎ = 27 ^° C + 273 = 300 K

Pangwakas na temperatura ng ideal na gas (T ₂ ) = 77 ^o C + 273 = 350 K

Ideal na presyon ng gas (P) = 2 atm = 2 x ¹⁰⁵ Nm ^-2

Kapasidad ng init ng gas (C) = 5 JK ^-1

Tanong: Pangwakas na dami ng gas (V₂ ₎ at Pagbabago sa panloob na enerhiya ng gas (ΔU)

Sagot:

Kalkulahin ang pangwakas na volume gamit ang pormula ng batas ni Charles (prosesong isobaric o pare-parehong presyon):

Pagbabago ng Dami:

1 litro = 0,001 ^m3

Paunang dami (V ₁ ) = 6 (0,001 m ³ ) = 0,006 m ³

Pangwakas na dami (V₂ ) ₌ 7 (0,001 m₂ ⁾ = 0,007 ^m₂

Pagbabago ng volume ( ΔV) = V2 _– V1 ₌ 0,007 m3 ^– 0,006 m3 ⁼ 0,001 ^m3.

Mga Pagbabago sa Temperatura:

Pagbabago ng temperatura ₍ ΔT) = T2 – T1 ₌ 350 K – 300 K = 50 K

Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya (ΔU) ng isang ideal na gas gamit ang pormula para sa Unang Batas ng Thermodynamics:

ΔU = Q – W

Paglalarawan: ΔU = pagbabago sa panloob na enerhiya, Q = init, W = trabaho.

Kalkulahin ang trabaho (W) sa pare-parehong presyon:

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

Kalkulahin ang init (Q) gamit ang pormula ng kapasidad ng init (C):

C = Q / ΔT

Q = (C)(ΔT) = (5)(50) = 250 Joules

Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya:

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

Ang tamang sagot ay D.

Prosesong Termodinamika

17. Tingnan ang graph sa gilid at ang mga sumusunod na pahayag!

(1) Ang prosesong AB ay isobaric at W = P (V₂ - V₁)

(2) Ang prosesong BC ay adiabatic, at ΔU = Q

(3) Ang prosesong BC ay isochoric, at ΔU = Q

(4) Ang prosesong CA ay isothermal, at ang sistema ay sumisipsip ng init.

Ang tamang pahayag ay…

A. (1) at (3)

B. (1) at (4)

C. (2) at (3)

D. (2) at (4)

E. (3) at (4)

Pagtalakay

(1 ) Ang prosesong AB ay isobaric at W = P (V ₂ – V ₁ )

Isobaric = pare-parehong presyon. Ang pare-parehong presyon ay ipinapahiwatig ng isang tuwid na linya sa kahabaan ng P1 _mula A hanggang B. Sa prosesong ito, ang presyon ay nananatiling pare-pareho ngunit may pagbabago sa volume kung saan tumataas ang volume. Kung tumataas ang volume, ang sistema ay gumagana sa kapaligiran, kung saan ang dami ng trabaho (W) ay resulta ng produkto ng presyon (P) at ng pagbabago sa volume (ΔU).

(3) Ang prosesong BC ay isochoric, at ΔU = Q

Isochoric = constant volume. Ang fixed volume ay ipinapahiwatig ng isang tuwid na linya sa kahabaan ng V2 _mula B hanggang C. Sa prosesong ito, ang volume ay nananatiling constant ngunit may pagbabago sa pressure kung saan tumataas ang pressure. Ang volume ay constant kaya walang trabahong nagagawa, kung saan ang W = 0. Ang formula para sa Unang Batas ng Thermodynamics ay ΔU = Q – W, ​​​​kung saan ang ΔU = pagbabago sa internal energy, Q = init at W = trabaho. Kung walang trabaho, ang W = 0, kaya ang ΔU = Q.

Ang tamang sagot ay A.

18. Tingnan ang sumusunod na graph ng thermodynamic cycle!

Mula sa sumusunod na pahayag:

(1) A – B = isochoric, ang trabaho ay nakadepende sa mga pagbabago sa temperatura

(2) B – C = adiabatic, walang pagbabago ng init

(3) B – C = isobaric, ang trabaho ay nakadepende sa mga pagbabago sa volume

(4) C – A = ang proseso ay nangyayari nang may pagsisikap mula sa labas ng sistema

Ang totoo ay…

A. (1) at (2)

B. (1) at (3)

C. (2) at (3)

D. (2) at (4)

E. (3) at (4)

Pagtalakay

(1) A – B = isochoric, ang trabaho ay nakadepende sa mga pagbabago sa temperatura

Oo, ang prosesong ito ay isochoric (pare-parehong volume). Gayunpaman, ang volume ay nananatiling pare-pareho, kaya walang trabahong nagagawa. Nagaganap ang trabaho kapag may pagbabago sa volume. Samakatuwid, ang pahayag na ito ay mali.

(3) B – C = isobaric, ang trabaho ay nakadepende sa mga pagbabago sa volume

Isobaric = pare-parehong presyon. Ang pare-parehong presyon ay ipinapahiwatig ng isang tuwid na linya mula B hanggang C. Sa prosesong ito, mayroong pagbabago sa volume ng sistema, kung saan tumataas ang volume ng sistema. Ang pagtaas sa volume ng sistema ay nangangahulugan na ang sistema ay gumagana sa kapaligiran.

(4) C – A = ang proseso ay nangyayari nang may pagsisikap mula sa labas ng sistema

Sa prosesong ito, bumababa ang volume ng sistema at bumababa rin ang pressure ng sistema. Ang pagbaba ng volume ng sistema ay nangangahulugan na ang kapaligiran ay gumagana sa sistema. Sa madaling salita, ang trabaho ay ginagawa sa labas.

Ang tamang sagot ay E.

Mga Batas ng Termodinamika

19. Tingnan ang larawan! Ang isang ideal na gas ay sumasailalim sa proseso ng pagbabago ng presyon (P) patungong volume (V). Ang gawaing ginagawa ng gas sa prosesong ito ay…
A. 20 Joule
B. 15 Joule
C. 10 Joule
D. 5 Joule
E. 4 Joule
Pagtalakay
Ay kilala :
Paunang presyon (P₁) = 4 Pa ​​​​= 4 N/m²
Pangwakas na presyon (P₂) = 6 Pa ​​​​= 6 N/m²
Paunang dami (V₁) = 2 m³
Pangwakas na dami (V₂) = 4 m³
Nagtanong Trabahong ginagawa ng gas (W)
Sagot :
Trabahong ginagawa ng gas = lawak sa ilalim ng kurba na ab.
W = lawak ng tatsulok + lawak ng parihaba
W = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
W = ½ (2)(2) + 4(2)
W = 2 + 8
W = 10 Joule
Ang tamang sagot ay E.

20. Ang isang ideal na gas ay sumasailalim sa isang saradong prosesong A → B → C → A. Sa isang siklo, ang gas ay gumagawa ng gawaing katumbas ng….
A. −2,0 x 10³ J
B. −5,5 x 10³ J
C. −8,0 x 10⁵ J
D. 2,0 x 10⁶ J
E. 4,0 x 10⁶ J
Pagtalakay
Trabaho (W) = lawak ng kurba (lawak ng tatsulok sa loob ng linyang minarkahan ng arrow).
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 Dyul
Ang tamang sagot ay D.

Pinagmulan ng tanong:

Mga Tanong sa Pisika para sa Pambansang Pagsusulit para sa Senior High School/Bokasyonal na High School