30 Ang unang batas ng termodinamika – mga problema at solusyon
1. 3000 J ng init ang idinagdag sa isang sistema at 2500 J ng trabaho ang ginagawa ng sistema. Ano ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema?
Kilala:
Init (Q) = +3000 Joule
Trabaho (W) = +2500 Joule
Hinahanap: ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema
solusyon:
Ang ekwasyon ng unang batas ng termodinamika
ΔU = QW
Mga kombensiyon sa pag-sign:
Positibo ang Q kung ang init ay idadagdag sa sistema
Positibo ang W kung ang trabaho ay ginagawa ng sistema
Negatibo ang Q kung ang init ay lumalabas sa sistema
Negatibo ang W kung may trabahong ginagawa sa sistema
Ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema:
ΔU = 3000-2500
ΔU = 500 Joule
Ang panloob na enerhiya ay tumataas ng 500 Joules.
2. 2000 J ng init ang idinagdag sa isang sistema at 2500 J ng trabaho ang ginagawa sa sistema. Ano ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema?
Kilala:
Init (Q) = +2000 Joule
Trabaho (W) = -2500 Joule
Hinahanap: Ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema
solusyon:
ΔU = QW
ΔU = 2000-(-2500)
ΔU = 2000+2500
ΔU = 4500 Joule
Ang panloob na enerhiya ay tumataas ng 4500 Joules.
3. 2000 J ng init ang umaalis sa sistema at 2500 J ng trabaho ang ginagawa sa sistema. Ano ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema?
Kilala:
Init (Q) = -2000 Joule
Trabaho (W) = -3000 Joule
Hinahanap: Ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng sistema
solusyon:
ΔU = QW
ΔU = -2000-(-3000)
ΔU = -2000+3000
ΔU = 1000 Joule
Ang panloob na enerhiya ay tumataas ng 4500 Joules.
Konklusyon:
– Kung ang init ay idadagdag sa sistema, ang panloob na enerhiya ng sistema ay tataas
– Kung ang init ay aalis sa sistema, ang panloob na enerhiya ng sistema ay bababa
– Kung ang trabaho ay ginagawa ng sistema, ang panloob na enerhiya ng sistema ay bumababa
– Kung ang trabaho ay ginagawa sa sistema, ang panloob na enerhiya ng sistema ay tataas
4. Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng 2 moles ng isang ideal na gas kapag idinagdag ang 400 J ng init, at lumawak ang gas, na gumagawa ng 300 J ng trabaho sa paligid nito.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika: \( \Delta U = Q – W \):
\[ \Delta U = 400 – 300 = 100\, \text{J} \]
5. Tukuyin ang paglipat ng init para sa isang sistema na nagsasagawa ng 200 J ng trabaho sa paligid nito at may pagbabago sa panloob na enerhiya na 50 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[ Q = \Delta U + W = 50 + 200 = 250\, \text{J} \]
6. Kalkulahin ang gawaing ginagawa ng isang sistema kapag ito ay sumisipsip ng 600 J ng init at ang panloob na enerhiya nito ay tumaas ng 150 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = Q – \Delta U = 600 – 150 = 450\, \text{J}
\]
7. Tukuyin ang paglipat ng init para sa isang sistemang nagsasagawa ng 500 J ng trabaho at ang panloob na enerhiya nito ay bumababa ng 100 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = (-100) + 500 = 400\, \text{J}
\]
8. Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag 300 J ng init ang nawawala at 200 J ng trabaho ang nagawa sa sistema.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = -300 + 200 = -100\, \text{J}
\]
9. Tukuyin ang gawaing nagawa sa isang sistema kapag nawalan ito ng 400 J ng init at ang panloob na enerhiya nito ay bumababa ng 200 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = \Delta U – Q = (-200) – (-400) = 200\, \text{J}
\]
10. Kalkulahin ang paglipat ng init kapag ang panloob na enerhiya ng isang sistema ay tumaas ng 100 J at 50 J ng trabaho ang nagawa sa sistema.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = 100 + 50 = 150\, \text{J}
\]
11. Tukuyin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag ang isang sistema ay sumisipsip ng 250 J ng init at nagsasagawa ng 150 J ng trabaho sa kapaligiran nito.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = Q – W = 250 – 150 = 100\, \text{J}
\]
12. Kalkulahin ang gawaing ginagawa ng sistema kapag nawalan ito ng 300 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay bumaba ng 100 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = Q – \Delta U = -300 – (-100) = -200\, \text{J}
\]
13. Tukuyin ang paglipat ng init para sa isang sistema na gumagawa ng 400 J ng trabaho sa paligid nito at ang panloob na enerhiya nito ay tumataas ng 150 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = 150 + 400 = 550\, \text{J}
\]
14. Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag idinagdag ang 500 J ng init, at ang sistema ay gumagawa ng 300 J ng trabaho sa mga nakapalibot dito.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = Q – W = 500 – 300 = 200\, \text{J}
\]
15. Tukuyin ang gawaing ginagawa ng sistema kapag sumisipsip ito ng 600 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay tumataas ng 200 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = Q – \Delta U = 600 – 200 = 400\, \text{J}
\]
16. Kalkulahin ang paglipat ng init kapag ang isang sistema ay nagsasagawa ng 700 J ng trabaho at ang panloob na enerhiya nito ay bumababa ng 300 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = (-300) + 700 = 400\, \text{J}
\]
17. Tukuyin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag 800 J ng init ang nawawala at 400 J ng trabaho ang nagawa sa sistema.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = -800 + 400 = -400\, \text{J}
\]
18. Kalkulahin ang gawaing nagawa sa sistema kapag nawalan ito ng 900 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay bumaba ng 500 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = \Delta U – Q = (-500) – (-900) = 400\, \text{J}
\]
19. Tukuyin ang paglipat ng init kapag ang panloob na enerhiya ng isang sistema ay tumaas ng 600 J, at 300 J ng trabaho ang nagawa sa sistema.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = 600 + 300 = 900\, \text{J}
\]
20. Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag ang isang sistema ay sumisipsip ng 700 J ng init at nagsasagawa ng 350 J ng trabaho sa kapaligiran nito.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = Q – W = 700 – 350 = 350\, \text{J}
\]
21. Tukuyin ang gawaing ginagawa ng sistema kapag nawalan ito ng 800 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay bumababa ng 400 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = Q – \Delta U = -800 – (-400) = -400\, \text{J}
\]
22. Kalkulahin ang paglipat ng init kapag ang isang sistema ay gumagawa ng 900 J ng trabaho sa paligid nito, at ang panloob na enerhiya nito ay tumataas ng 450 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = 450 + 900 = 1350\, \text{J}
\]
23. Tukuyin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag idinagdag ang 1000 J ng init, at ang sistema ay gumagawa ng 500 J ng gawain sa mga nakapalibot dito.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = Q – W = 1000 – 500 = 500\, \text{J}
\]
24. Kalkulahin ang gawaing ginagawa ng sistema kapag sumisipsip ito ng 1100 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay tumataas ng 550 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = Q – \Delta U = 1100 – 550 = 550\, \text{J}
\]
25. Tukuyin ang paglipat ng init kapag ang isang sistema ay nagsasagawa ng 1200 J ng trabaho, at ang panloob na enerhiya nito ay bumababa ng 600 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = (-600) + 1200 = 600\, \text{J}
\]
26. Kalkulahin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag 1300 J ng init ang nawala, at 650 J ng trabaho ang nagawa sa sistema.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = -1300 + 650 = -650\, \text{J}
\]
27. Tukuyin ang gawaing nagawa sa sistema kapag nawalan ito ng 1400 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay bumababa ng 700 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = \Delta U – Q = (-700) – (-1400) = 700\, \text{J}
\]
28. Kalkulahin ang paglipat ng init kapag ang panloob na enerhiya ng isang sistema ay tumaas ng 800 J, at 400 J ng trabaho ang nagawa sa sistema.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
Q = \Delta U + W = 800 + 400 = 1200\, \text{J}
\]
29. Tukuyin ang pagbabago sa panloob na enerhiya kapag ang isang sistema ay sumisipsip ng 1500 J ng init at nagsasagawa ng 750 J ng trabaho sa kapaligiran nito.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
\Delta U = Q – W = 1500 – 750 = 750\, \text{J}
\]
30. Kalkulahin ang gawaing ginagawa ng sistema kapag nawalan ito ng 1600 J ng init, at ang panloob na enerhiya nito ay bumaba ng 800 J.
solusyon:
Gamit ang unang batas ng termodinamika:
\[
W = Q – \Delta U = -1600 – (-800) = -800\, \text{J}
\]
Ang mga problemang ito at solusyon ay dinisenyo upang magbigay ng komprehensibong pag-unawa sa unang batas ng termodinamika, na nagsasaad na ang pagbabago sa panloob na enerhiya ng isang saradong sistema ay katumbas ng init na idinagdag sa sistema binawasan ng gawaing ginagawa ng sistema.
