11 halimbawa ng mga tanong sa paglalapat ng unang batas ng termodinamika sa iba't ibang prosesong termodinamika (isobaric, isothermal, isochoric)
1. Ang graph sa ibaba ay nagpapakita ng thermodynamic cycle na nararanasan ng isang gas. Ang gawaing ginagawa ng gas sa prosesong ABCD ay…
Pagtalakay
Ay kilala :
Presyon 1 (P1) = 2 x 105 Pa
Presyon 2 (P2) = 4 x 105 Pa
Tomo 1 (V1) = 1 m3
Tomo 2 (V2) = 3 m3
Nagtanong Ang gawaing ginagawa ng gas sa proseso ng siklo ng ABCD
Sagot :
Trabahong ginagawa ng gas = lawak ng parihaba ABCD.
W = (P2 - P1)(V2 - V1)
W = (4 x 105 - 2 x 105)(3 – 1)
W = (2 x 105)(2)
W = 4 x 105 Dyul
Ang gawaing ginagawa ng gas sa proseso ng siklo ng ABCD ay 4 x 105 Joule.
2. Ang gawaing ginagawa ng gas sa proseso ng siklo ng ABC ay…
Pagtalakay
Ay kilala :
Presyon 1 (P1) = 3 x 105 Pa
Presyon 2 (P2) = 6 x 105 Pa
Tomo 1 (V1) = 20 cm3 = 20x10-6 m3
Tomo 2 (V2) = 60 cm3 = 60x10-6 m3
Nagtanong Trabahong ginagawa ng gas sa proseso ng siklo ng ABC
Sagot :
Trabahong ginagawa ng gas = lawak ng tatsulok na ABCD.
W = ½ (P2 - P1)(V2 - V1)
W = ½ (6 x 105 - 3 x 105)(60 x 10-6 - 20 x 10-6)
W = ½ (3 x 105)(40 x 10-6)
W = ½ (120 x 10-1 Joule)
W = ½ (12 Joule)
W = 6 Joule
Ang gawaing ginagawa ng gas sa proseso ng ABC cycle ay 6 Joules.
3. Isang graph ng presyon (P) laban sa volume (V) ng isang gas sa isang saradong espasyo. Ang bahagi ng graph na nagpapakita ng gas na gumagawa ng trabaho sa kapaligiran ay…
Pagtalakay
Ang prosesong AB at prosesong DC ay mga prosesong isobaric. Ang prosesong AD at prosesong BC ay mga prosesong isochoric.
Gumagana ang gas sa paligid kung lumalawak ang gas kaya tumataas ang volume ng espasyong okupado ng gas (prosesong DC). Gumagana naman ang kapaligiran sa gas kung lumiliit ang gas kaya bumababa ang volume ng espasyong okupado ng gas (prosesong BC).
4. 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.
5. Ang isang dami ng ideal na gas ay kino-compress sa pamamagitan ng isang prosesong termodinamika mula sa estado 1 hanggang estado 2 gaya ng ipinapakita sa sumusunod na PV graph. Ang gawaing ginagawa ng gas ay…
A. -180 J
B. -90 J
C. -30 J
D. 30 J
E. 90 J
Pagtalakay
1 litro = 0,001 m3
Alam na :
Presyon 1 (P 1 ) = 10 kPa = 10.000 Pa = 10.000 N/m 2
Presyon 2 (P 2 ) = 20 kPa = 20.000 Pa = 20.000 N/m 2
Tomo 1 (V 1 ) = 4 na litro = 4 (0,001 m 3 ) = 0,004 m 3
Tomo 2 (V 2 ) = 10 litro = 10 (0,001 m 3 ) = 0,010 m 3
Tinanong : Trabaho (W) na ginawa ng gas
Sagot:
W = P (V₂ – V₂1 ) + 1/2 ( P₂ – P₂1 )( V₂ – V₂1 )
W = 10.000 ( 0,010-0,004) + 1/2 (20.000-10.000)(0,010-0,004)
W = 10.000 (0,006) + 1/2 (10.000)(0,006)
W = 10 (6) + 1/2 (10)(6)
W = 60 + 1/2 (60)
W = 60 + 30
W = 90 Joule
Ang tamang sagot ay E.
6. Tingnan ang PV diagram sa gilid!
Ang gawaing nalilikha sa prosesong termodinamika sa isang siklo ay…
A. 100 kJ
B. 200 kJ
C. 300 kJ
D. 400 kJ
E. 600 kJ
Pagtalakay
Alam na :
Presyon 1 (P 1 ) = 1 x 10 5 Pa = 1 x 10 5 N/m 2
Presyon 2 (P 2 ) = 3 x 10 5 Pa = 3 x 10 5 N/m 2
Tomo 1 (V 1 ) = 2 m 3
Tomo 2 (V 2 ) = 4 m 3
Tinanong : Gawain (W) ang nabuo.
Sagot :
Ang gawaing nagawa = lawak ng apat na gilid na abcd.
W = (P₂ – P₂1 ) ( V₂ – V₂1 )
W = (3 x 10 5 – 1 x 10 5 )(4 – 2)
W = (2 x 10 5 )(2)
W = 4 x 105 Joules
W = 400.000 Joule
W = 400 kilo Joule
Ang tamang sagot ay D.
7. Ang isang ideal na gas ay sumasailalim sa isang proseso gaya ng ipinapakita sa PV diagram sa kanan. Ang gawaing ginawa sa prosesong ito ay…
A. 35 J
B. 24 J
C. 15 J
D. 12 J
E. 6 J
Pagtalakay
Alam na :
Presyon 1 (P 1 ) = 1 N/m 2
Presyon 2 (P 2 ) = 7 N/m 2
Tomo 1 (V 1 ) = 1 m 3
Tomo 2 (V 2 ) = 5 m 3
Tinanong: Tapos na ang trabaho (W).
Sagot:
Trabahong nagawa = lawak ng tatsulok na ABC.
W = ½ (P₂ – P₂1 ) ( V₂ – V₂1 )
W = ½ ( 7-1 )( 5-1 )
W = ½ ( 6 )( 4 )
W = ½ (24)
W = 12 Joule
Ang tamang sagot ay D.
8. 0,02 mol ng isang monatomic gas sa 350 K ay nasa isang saradong lalagyan. Gaano karaming init ang kinakailangan upang mapataas ang temperatura ng gas sa 400 K? Ang universal gas constant, R = 8,31 J mol-1 K-1.
A. 10 Joule
B. 12,5 Joule
C. 14 Joule
D. 15,5 Joule
E. 17 Joule
Talakayan:
Ay kilala :
n = 0,02 mol
T1 = 350 K
T2 = 400 K
R = 8,31 J/mol K
Nagtanong :
Init (Q) ?
Sagot :
Sa isang prosesong isochoric (constant volume), Q = delta U
Paglalarawan: Q = init, delta U = pagbabago sa panloob na enerhiya, U = panloob na enerhiya
9. Dalawang moles ng monatomic gas sa temperaturang 20 oC at presyon 2 × 105 Ang Pa ay sumasailalim sa isang prosesong isochoric hanggang sa ang presyon ay maging 4 × 105 Pa. Kung ang universal gas constant = 8,31 J/mol K, ang pagbabago sa internal energy ng gas ay…
A. 7304 J
B. 6200 J
C. 2291 J
D. 2128 J
E. 1208 J
Talakayan:
Ay kilala :
n = 2 mol
T1 = 20 + 273 = 293K
P1 = 2x105 Pa
P2 = 4x105 Pa
R = 8,31 J/mol K
Nagtanong :
Pagbabago sa panloob na enerhiya (delta U)?
Sagot :
delta U = 3/2 nR(T2-T1)
Bilangin T2 gamitin muna ang pormula ng batas ni Gay-Lussac (constant volume)
10. Ang bahagi ng pressure (P) – volume (V) graph na nagpapakita ng gas na tumatanggap ng panlabas na gawain ay...
A. AB
B. CD
C. BC
D. DA
E. AC
Pagtalakay :
Kung may trabahong ginagawa sa gas, tataas ang volume nito. Sa kabaligtaran, kung may trabahong ginagawa sa gas mula sa panlabas na pinagmumulan, bababa ang volume nito. Ang prosesong ipinapakita sa graph sa itaas na nagpapakita ng pagbaba ng volume ng gas ay ang prosesong CD.
Kaya ang tamang sagot ay B.
11. Ang mga graph sa ibaba ay nagpapakita ng ugnayan sa pagitan ng presyon (P) at volume (V) ng gas na sumasailalim sa isang proseso.
Ang prosesong nagdudulot ng pinakamalaking pagsisikap ay ipinapakita sa graph bilang …
A. (1)
B. (2)
C. (3)
D. (4)
Pagtalakay :
Ang gawaing nagawa = ang lawak. Mas malaki ang lawak, mas malaki ang gawaing nagawa. Ang pinakamalaking lawak ay ipinapakita sa graph 3.
Ang tamang sagot ay C.
