تھرموڈینامکس کے پہلے قانون کو آئسوتھرمل عمل (مستقل درجہ حرارت) پر لاگو کرنے کی 5 مثالیں
1. نیچے کا گراف ایک مثالی گیس کو ظاہر کرتا ہے۔ isothermal عمل (نقطہ نظر)۔ عمل میں گیس کے ذریعہ کیا جانے والا کام AB ہے…
بحث
کام کیا گیا = منحنی خطوط کے نیچے کا رقبہ AB = مثلث کا رقبہ + مستطیل کا رقبہ
W = [½ (8 x 105-4 x 105)(3-1)] + [4 x 105 (3-1)]
W = [½ (4 x 105)(2)] + [4 x 105 (2)]
W = [4 x 105] + [8 x 105]
W = 12 x 105 جول
AB کے عمل میں گیس کے ذریعے کیا جانے والا کام = 12 x 105 جول
2. عمل میں ایک مثالی گیس کے ذریعے کیا جانے والا کام ABC ہے…
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
پریشر 1 (P1) = 10 x 105 N / M2
پریشر 1 (P1) = 5 x 105 N / M2
جلد 1 (V1) = 10 لیٹر = 10 ڈی ایم3 = 10 x 10۔-3 m3
جلد 2 (V2) = 30 لیٹر = 30 ڈی ایم3 = 30 x 10-3 m3
پوچھا : ABC میں گیس کے ذریعے کیا جانے والا کام
جواب :
BC کے عمل میں، حجم مستقل رہتا ہے، لہذا گیس کے ذریعہ کوئی کام نہیں کیا جاتا ہے۔ گیس صرف عمل AB میں کام کرتی ہے کیونکہ حجم میں تبدیلی ہوتی ہے۔ لہذا، عمل میں گیس کے ذریعہ کیا جانے والا کام ABC = عمل AB میں گیس کے ذریعہ کیا گیا کام۔
گیس کے ذریعے کیا گیا کام = وکر AB کے نیچے کا رقبہ = مثلث کا رقبہ + مستطیل کا رقبہ۔
W = [½(10×105-5×105)(30-10)]+[5×105(30-10)]
W = [½ (5 x 105)(20)] + [5 x 105 (20)]
W = [(5 x 105)(10)] + [100 x 105]
W = [50 x 105]+ [100 x 105]
W = 150 x 105 جول
W = 1,5 x 107 جول
3. ایک گیس ایک isothermal عمل سے گزرتی ہے۔ 5000 جولز کام انجام دینے کے لیے گیس کے لیے جس حرارت کو جذب کرنا ضروری ہے وہ ہے…
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
کام (W) = 5000 Joules
پوچھا : جذب شدہ حرارت (Q)
جواب :
اس سوال میں جس آئیسو تھرمل عمل کا حوالہ دیا گیا ہے وہ ایک تھرموڈینامک عمل ہے جس میں درجہ حرارت مستقل رہتا ہے۔ درجہ حرارت (T) اور گیس کی اندرونی توانائی میں تبدیلی کے درمیان تعلق کو درج ذیل مساوات سے ظاہر کیا جاتا ہے۔
اگر درجہ حرارت مستقل ہے، تو درجہ حرارت میں تبدیلی صفر ہے۔ درجہ حرارت میں تبدیلی صفر ہے، اس لیے اندرونی توانائی میں تبدیلی صفر ہے۔ تھرموڈینامکس کے پہلے قانون کو لاگو کرنے سے درج ذیل نتائج برآمد ہوتے ہیں۔
تھرموڈینامکس کا پہلا قانون :
اگر اندرونی توانائی (U) میں تبدیلی صفر ہے تو گیس کے ذریعے جذب ہونے والی حرارت (Q) گیس (W) کے کام کے برابر ہے۔ جب گیس گرمی کو جذب کرتی ہے تو گیس کو اضافی توانائی ملتی ہے اور اس اضافی توانائی کو گیس کام کرنے کے لیے استعمال کرتی ہے۔
تو گیس کی طرف سے جذب ہونے والی حرارت = گیس کے ذریعہ کیا گیا کام = 5000 Joules۔
4. آئسوتھرمل عمل سے گزرنے والی گیس کے حجم (V) کے خلاف دباؤ (P) کا گراف نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ AB عمل میں گیس کے ذریعے جذب ہونے والی حرارت کی مقدار ہے…
بحث
معلوم ہوتا ہے۔ :
پریشر 1 (P1) = 5 atm = 5 x 105 Pa
پریشر 2 (P2) = 10 atm = 10 x 105 Pa
جلد 1 (V1) = 2 میٹر3
جلد 2 (V2) = 6 میٹر3
پوچھا : حرارت (Q) AB کے عمل میں گیس کے ذریعے جذب ہوتی ہے۔
جواب :
Isothermal = مستقل درجہ حرارت۔ اگر درجہ حرارت مستقل رہتا ہے تو درجہ حرارت کی تبدیلی صفر ہے۔ اگر درجہ حرارت کی تبدیلی صفر ہے تو اندرونی توانائی میں تبدیلی صفر ہے۔ درجہ حرارت کی تبدیلی اور گیس میں اندرونی توانائی کی تبدیلی کے درمیان تعلق کو درج ذیل مساوات سے ظاہر کیا جاتا ہے:
اگر تھرموڈینامکس کے پہلے قانون پر لاگو کیا جائے تو درج ذیل نتائج حاصل ہوتے ہیں:
اگر درجہ حرارت کی تبدیلی صفر ہے، تو گیس کے ذریعے جذب ہونے والی حرارت گیس کے کام کے برابر ہے۔ پروسیس AB میں گیس کے ذریعے جذب ہونے والی حرارت کو تلاش کرنے کے لیے، ہم اوپر کے گراف کی بنیاد پر گیس کے ذریعے کیے گئے کام کا حساب لگاتے ہیں۔
گیس کے ذریعے کیا گیا کام = وکر AB کے نیچے کا رقبہ = مثلث کا رقبہ + مستطیل کا رقبہ۔
W = ½ (P2 -. پی1) (وی2 - وی1) + پی1(V2 - وی1)
W = ½ (10 x 105 - 5 ایکس 105)(6-2) + (5 x 105)(6-2)
W = ½ (5 x 105)(4) + (5 x 105) (4)
W = ½ (20 x 105) + (20 x 10۔5)
W = (10 x 105) + (20 x 10۔5)
W = 30 x 105 جول
ڈبلیو = 30 اے ٹی ایم
حرارت (Q) عمل میں گیس کے ذریعے جذب AB = عمل میں گیس کے ذریعے کیا گیا کام AB = 30 x 105 جول = 30 ماحول۔
5. تھرموڈینامکس میں، ایک مثالی گیس ایک آئسوتھرمل عمل سے گزرتی ہے اگر...
A. گیس کی حالت میں تبدیلی، درجہ حرارت ہمیشہ مستقل رہتا ہے۔
B. تمام مالیکیول مختلف رفتار سے حرکت کرتے ہیں۔
C. گیس کے تمام حالات ہمیشہ درجہ حرارت کو تبدیل کرتے ہیں۔
D. پر سہو سالماتی رفتار جتنی زیادہ ہوگی۔
E. گیس کا دباؤ اور حجم تبدیل نہیں ہوتا ہے۔
بحث
Isothermal یا isothermic کا مطلب ہے مستقل درجہ حرارت۔
صحیح جواب ہے A۔
