אַרטיקל וועגן דער אַפּליקאַציע פֿון דעם ערשטן געזעץ פֿון טערמאָדינאַמיק צו עטלעכע טערמאָדינאַמישע פּראָצעסן
פריער, האבן מיר דיסקוטירט דעם ערשטן געזעץ פון טערמאדינאמיק און אנאליזירט די ארבעט געטאן דורך א סיסטעם. דאס מאל וועלן מיר אויספארשן עטלעכע אנווענדונגען פון דעם ערשטן געזעץ פון טערמאדינאמיק אין פיר טערמאדינאמישע פראצעסן. די פיר טערמאדינאמישע פראצעסן אין פראגע זענען איזאטערמיש, איזאכאריש, איזאבאריש, און אדיאבאטיש. די טערמינען שטאמען פון גריכיש.
איזאָטערמישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטע טעמפּעראַטור)
ערשטנס, לאָמיר איבערקוקן די אַפּליקאַציע פון דעם ערשטן געזעץ פון טערמאָדינאַמיק צו אַן איזאָטערמישן פּראָצעס. אין אַן איזאָטערמישן פּראָצעס, ווערט די טעמפּעראַטור פון דער סיסטעם געהאַלטן קאָנסטאַנט. די סיסטעם וואָס מיר אַנאַליזירן טעאָרעטיש איז אַן אידעאַלער גאַז. די טעמפּעראַטור פון אַן אידעאַלער גאַז איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער אינערלעכער ענערגיע פון דעם אידעאַלן גאַז (U = 3/2 nRT). ווייל T בלייבט קאָנסטאַנט, בלייבט U אויך קאָנסטאַנט. דעריבער, ווען מען אַפּליקירט עס צו אַן איזאָטערמישן פּראָצעס, ווערט די גלייכונג פֿאַר דעם ערשטן געזעץ פון טערמאָדינאַמיק:
פֿון די רעזולטאַטן קען מען אויספֿירן אַז אין אַן איזאָטערמישן פּראָצעס (קאָנסטאַנטע טעמפּעראַטור), ווערט די היץ (Q) וואָס ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם גענוצט דורך דער סיסטעם צו טאָן אַרבעט (W).
ענדערונגען אין סיסטעם דרוק און באַנד אין אַן איזאָטערמישן פּראָצעס ווערן געוויזן אין דער גראַפיק אונטן:
אנפאנגס איז דער סיסטעם פארנעם = V1 (קליין באַנד) און סיסטעם דרוק = פּ1 (הויך דרוק). כדי צו האַלטן די סיסטעם טעמפּעראַטור קאָנסטאַנט, נאָכדעם וואָס היץ ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם, עקספּאַנדירט זיך די סיסטעם און טוט אַרבעט אויף דער סביבה. נאָכדעם וואָס די סיסטעם טוט אַרבעט אויף דער סביבה, ענדערט זיך דער וואָלומען פון דער סיסטעם צו V2 (דער סיסטעם וואָלומען וואַקסט) און דער סיסטעם דרוק ענדערט זיך צו פּ2 (סיסטעם דרוק פארקלענערט זיך). דער גראַף איז געבויגן ווייל דער סיסטעם דרוק ענדערט זיך נישט רעגולער בעת דעם פּראָצעס. די מאָס אַרבעט געטאָן דורך דעם סיסטעם = די שאַטירטע געגנט.
אדיאבאַטישער פּראָצעס
אין אַן אַדיאַבאַטישן פּראָצעס, ווערט קיין היץ נישט צוגעגעבן צו אָדער פֿאַרלאָזט די סיסטעם (Q = 0). אַדיאַבאַטישע פּראָצעסן קענען פּאַסירן אין פֿאַרמאַכטע, גוט-איזאָלירטע סיסטעמען. פֿאַר אַ גוט-איזאָלירט פֿאַרמאַכט סיסטעם, איז געוויינטלעך קיין היץ נישטאָ וואָס פֿליסט אַרײַן אָדער פֿאַרלאָזט די סיסטעם לויטן ווילן. אַדיאַבאַטישע פּראָצעסן קענען אויך פּאַסירן אין פֿאַרמאַכטע, נישט-איזאָלירטע סיסטעמען.
אין דעם פאַל, מוז דער פּראָצעס דורכגעפירט ווערן זייער שנעל, כּדי היץ זאָל נישט האָבן צייט צו פליסן אַרײַן אָדער אַרויס פֿון דער סיסטעם. ווען מען געווענדט עס צו אַן אַדיאַבאַטישן פּראָצעס, ענדערט זיך דער ערשטער געזעץ פֿון טערמאָדינאַמיק גלייכונג צו דער פֿאָרעם:
אויב די סיסטעם ווערט שנעל צוזאמענגעדריקט (ארבעט ווערט געטאן אויף דער סיסטעם), דאן איז די ארבעט נעגאטיוו. ווייל W איז נעגאטיוו, דאן איז U פאזיטיוו (די ענערגיע אין דער סיסטעם וואקסט). פארקערט, אויב די סיסטעם פארברייטערט זיך שנעל (די סיסטעם ארבעט יא), דאן איז W פאזיטיוו. ווייל W איז פאזיטיוו, דאן איז U נעגאטיוו (די ענערגיע אין דער סיסטעם פאלט). די ענערגיע אין דער סיסטעם (אידעאלער גאז) איז גלייך פראפארציאנעל צו דער טעמפעראטור (U = 3/2 nRT), דעריבער אויב די ענערגיע אין דער סיסטעם וואקסט, דאן וואקסט אויך די טעמפעראטור פון דער סיסטעם. פארקערט, אויב די ענערגיע אין דער סיסטעם פאלט, דאן פאלט די טעמפעראטור פון דער סיסטעם.
ענדערונגען אין סיסטעם דרוק און באַנד אין אַן אַדיאַבאַטישן פּראָצעס ווערן געוויזן אין דער גראַפיק אונטן:
אויב די סיסטעם ווערט שנעל צוזאמענגעדריקט (ארבעט ווערט געטאן אויף דער סיסטעם), דאן איז די ארבעט נעגאטיוו. ווייל W איז נעגאטיוו, דאן איז U פאזיטיוו (די ענערגיע אין דער סיסטעם וואקסט). פארקערט, אויב די סיסטעם פארברייטערט זיך שנעל (די סיסטעם ארבעט יא), דאן איז W פאזיטיוו. ווייל W איז פאזיטיוו, דאן איז U נעגאטיוו (די ענערגיע אין דער סיסטעם פאלט). די ענערגיע אין דער סיסטעם (אידעאלער גאז) איז גלייך פראפארציאנעל צו דער טעמפעראטור (U = 3/2 nRT), דעריבער אויב די ענערגיע אין דער סיסטעם וואקסט, דאן וואקסט אויך די טעמפעראטור פון דער סיסטעם. פארקערט, אויב די ענערגיע אין דער סיסטעם פאלט, דאן פאלט די טעמפעראטור פון דער סיסטעם.
ענדערונגען אין סיסטעם דרוק און באַנד אין אַן אַדיאַבאַטישן פּראָצעס ווערן געוויזן אין דער גראַפיק אונטן:
די אדיאבאַטיש קורווע אין דעם גראַפיק (קורוועס 1-2) איז שטיילער ווי די איזאָטערמישע קורווע (קורוועס 1-3). דער אונטערשייד אין שטיילעכקייט ווייזט אז פאר דער זעלבער פארגרעסערונג אין וואָלומען, פאַלט דער סיסטעם דרוק מער אין דעם אדיאבאַטישן פּראָצעס קאַמפּערד צו דעם איזאָטערמישן פּראָצעס. דער סיסטעם דרוק פאַלט מער אין דעם אדיאבאַטישן פּראָצעס ווייל ווען אדיאבאַטישער יקספּאַנשאַן פּאַסירט, פאַלט אויך די סיסטעם טעמפּעראַטור. טעמפּעראַטור איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צום דרוק, דעריבער, אויב די סיסטעם טעמפּעראַטור פאַלט, פאַלט אויך דער סיסטעם דרוק. פאַרקערט, אין אַן איזאָטערמישן פּראָצעס, בלייבט די סיסטעם טעמפּעראַטור קאָנסטאַנט. דעריבער, אין אַן איזאָטערמישן פּראָצעס, אַפעקטירט טעמפּעראַטור נישט די דרוק פאַרקלענערונג.
איין ביישפּיל פון אַ פּראָצעס וואָס דערנענטערט זיך צו אַדיאַבאַטישער קאָמפּרעסיע פּאַסירט אין אינערלעכע פֿאַרברענונג מאָטאָרן, ווי דיזל און בענזין מאָטאָרן. אין אַ דיזל מאָטאָר ווערט לופֿט אַרײַנגעצויגן אין אַ צילינדער און שנעל קאָמפּרעסירט מיט אַ פּיסטאָן (אַרבעט ווערט געטאָן אויף דער לופֿט). דער אַדיאַבאַטישער קאָמפּרעסיע פּראָצעס (רעדוקציע אין סיסטעם וואָלומען) ווערט אילוסטרירט דורך קורווע 2-1. ווײַל די לופֿט ווערט שנעל אַדיאַבאַטיש קאָמפּרעסירט, שטײַגט די טעמפּעראַטור פֿון דער לופֿט שנעל. אין דער זעלבער צײַט ווערט דיזל אַרײַנגעשפּריצט אין צילינדער דורך אַן אינדזשעקטאָר, און די געמיש ווערט באַלד אָנגעצונדן (פֿאַרברענונג פּאַסירט). אין אַ בענזין מאָטאָר ווערט די לופֿט-בענזין געמיש אַרײַנגעצויגן אין צילינדער און שנעל קאָמפּרעסירט מיט אַ פּיסטאָן. ווײַל די קאָמפּרעסיע איז שנעל אַדיאַבאַטיש, שטײַגט איר טעמפּעראַטור שנעל. אין דער זעלבער צײַט פּראָדוצירט דער צינדקער אַ פֿונק, וואָס פֿאַראורזאַכט פֿאַרברענונג.
איזאָכאָרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער באַנד)
אין אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס, ווערט דער וואָלומען פֿון דער סיסטעם געהאַלטן קאָנסטאַנט. ווײַל דער וואָלומען פֿון דער סיסטעם בלייבט קאָנסטאַנט, קען די סיסטעם נישט טאָן אַרבעט אויף דער סביבה. אַזוי אויך קען די סביבה נישט טאָן אַרבעט אויף דער סיסטעם. ווען מען געווענדט עס צו אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס, ווערט די גלייכונג פֿון דעם ערשטן געזעץ פֿון טערמאָדינאַמיק:
פֿון די רעזולטאַטן קענען מיר אויספֿירן אַז אין אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס (קאָנסטאַנטער וואָלומען), ווערט די היץ (Q) וואָס ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם גענוצט צו פֿאַרגרעסערן די אינערלעכע ענערגיע פֿונעם סיסטעם.
ענדערונגען אין סיסטעם דרוק און באַנד אין אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס ווערן געוויזן אין דער גראַפיק אונטן:
ערשט סיסטעם דרוק = p1 (נידעריקער דרוק). די צוגאב פון היץ צום סיסטעם פאראורזאכט אז די ענערגיע אין סיסטעם זאל וואקסן. ווייל די ענערגיע אין סיסטעם וואקסט, וואקסט די טעמפעראטור פון סיסטעם (אידעאלער גאז) (U = 3/2 nRT). טעמפעראטור איז גלייך פראפארציאנעל צום דרוק. דעריבער, אויב די טעמפעראטור פון סיסטעם וואקסט, וואקסט דער דרוק פון סיסטעם (p2). זינט דער פארנעם פון דער סיסטעם איז קאנסטאנט, ווערט קיין ארבעט נישט געטאן (קיין שאטענטער געגנט נישט).
ווי פריער דערמאנט, אין אן איזאָכאָרישן פּראָצעס, קען די סיסטעם נישט טאָן אַרבעט אויף דער סביבה. אזוי אויך קען די סביבה נישט טאָן אַרבעט אויף דער סיסטעם. דאָס איז ווייל אין אן איזאָכאָרישן פּראָצעס בלייבט דער סיסטעם'ס וואָלומען קאָנסטאַנט, דאָס הייסט עס ענדערט זיך נישט. געוויסע טיפן אַרבעט אַרייַנציען נישט קיין ענדערונגען אין וואָלומען. דעריבער, אפילו אויב דער סיסטעם'ס וואָלומען בלייבט קאָנסטאַנט, קען נאָך אַלץ אַרבעט געטאָן ווערן אויף דער סיסטעם. למשל, אַ ווענטילאַטאָר און אַ באַטעריע זענען אין אַ פֿאַרמאַכטן קאַנטיינער. דער ווענטילאַטאָר קען זיך דרייען מיט דער ענערגיע וואָס ווערט צוגעשטעלט דורך דער באַטעריע. אין דעם פאַל ווערן דער ווענטילאַטאָר, באַטעריע און לופֿט אינעווייניק פֿון קאַנטיינער באַטראַכט ווי אַ סיסטעם.
ווען דער ווענטילאַטאָר דרייט זיך, טוט ער אַרבעט אויף דער לופט אין דעם קאַנטיינער. אין דער זעלבער צייט ווערט די קינעטישע ענערגיע פונעם ווענטילאַטאָר פארוואנדלט אין ענערגיע אין דער לופט. די עלעקטרישע ענערגיע אין דער באַטעריע ווערט נאַטירלעך רעדוצירט ווייל זי איז פארוואנדלט געוואָרן אין ענערגיע אין דער לופט. דאָס בייַשפּיל ווייזט אַז אין אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס (קאָנסטאַנטער באַנד), קען מען נאָך אַלץ טאָן אַרבעט אויף דער סיסטעם (אַרבעט וואָס נעמט נישט אריין קיין ענדערונג אין באַנד).
איזאָבאַרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער דרוק)
אין אַן איזאָבאַרישן פּראָצעס, ווערט דער סיסטעם דרוק געהאַלטן קאָנסטאַנט. ווײַל די קאָנסטאַנט איז דרוק, זענען די ענדערונגען אין אינערלעכער ענערגיע (דעלטאַ U), היץ (Q), און אַרבעט (W) אין אַן איזאָבאַרישן פּראָצעס קיינמאָל נישט נול. אַזוי, בלייבט דער ערשטער געזעץ פון טערמאָדינאַמיק אומגערירט:
ΔU = Q−W
ענדערונגען אין גאז דרוק און באַנד אין דעם איזאָבאַרישן פּראָצעס ווערן געוויזן אין דער גראַפיק אונטן:
אנפאנגס איז דער סיסטעם פארנעם = V1 (קליין וואָלומען). ווייל דער דרוק ווערט געהאלטן קאָנסטאַנט, נאָכדעם וואָס היץ ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם, עקספּאַנדירט זיך דער סיסטעם און טוט אַרבעט אויף דער סביבה. נאָכדעם וואָס ער טוט אַרבעט אויף דער סביבה, ענדערט זיך דער וואָלומען פון דער סיסטעם צו V2 (דער וואָלומען פון דער סיסטעם פאַרגרעסערט זיך). די מאָס אַרבעט (W) וואָס דער סיסטעם טוט = די שאַטירטע געגנט.
בייַשפּיל קשיא 1:
קורוועס 1-2 אין די צוויי דיאַגראַמען אונטן ווייַזן גאַז יקספּאַנשאַן (פאַרגרעסערונג אין גאַז באַנד) וואָס פּאַסירט אַדיאַבאַטיש און יסאָטהערמאַללי. אין וועלכן פּראָצעס איז די אַרבעט געטאן דורך די גאַז ווייניקער?
די ארבעט וואס ווערט געטאן דורך דעם גאז אין אן אדיאבאטישן פראצעס איז ווייניגער ווי די ארבעט וואס ווערט געטאן דורך דעם גאז אין אן איזאטערמישן פראצעס. די שאטירטע שטח = די ארבעט וואס ווערט געטאן דורך דעם גאז בעת דעם אויסברייטונגס פראצעס (פארגרעסערונג אין גאז פארנעם). די שאטירטע שטח אין אן אדיאבאטישן פראצעס איז ווייניגער ווי די שאטירטע שטח אין אן איזאטערמישן פראצעס.
בייַשפּיל קשיא 2:
א סעריע פון טערמאדינאמישע פראצעסן ווערט געוויזן אין דער דיאגראם אונטן. קורוועס a-b און d-c = איזאָכאָרישע פראצעסן (קאָנסטאַנטער וואָלומען). קורוועס b-c און a-d = איזאָבאַרישע פראצעסן (קאָנסטאַנטער דרוק). אין פּראָצעס a-b, ווערן 600 דזשולס היץ (Q) צוגעגעבן צום סיסטעם. אין פּראָצעס b-c, ווערן 800 דזשולס היץ (Q) צוגעגעבן צום סיסטעם. באַשטימט:
א) ענדערונגען אין אינערלעכער ענערגיע אין פּראָצעסן א-ב
ב) ענדערונגען אין אינערלעכער ענערגיע אין דעם a-b-c פּראָצעס
ג) גאַנץ היץ צוגעגעבן אין דעם אַ-די-ק פּראָצעס
P1 = 2 רענטגענ 105 פּאַ = 2 x 105 ען / עם2
P2 = 4 רענטגענ 105 פּאַ = 4 x 105 ען / עם2
V1 = 2 ליטער = 2 דימעטריום3 = 2 רענטגענ 10-3 m3
V2 = 4 ליטער = 2 דימעטריום3 = 4 רענטגענ 10-3 m3
דיסקוסיע
א) ענדערונגען אין אינערלעכער ענערגיע אין פּראָצעסן א-ב
אין דעם a-b פּראָצעס, ווערט 600 דזשאָול היץ צוגעגעבן צום סיסטעם. דער a-b פּראָצעס איז אַן איזאָכאָרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער וואָלומען). אין אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס, פאַרגרעסערט די צוגאב פון היץ צום סיסטעם נאָר די אינערלעכע ענערגיע פון דעם סיסטעם. אַזוי, די ענדערונג אין דער אינערלעכער ענערגיע פון דעם סיסטעם נאָך באַקומען דעם היץ ביישטייער איז:
ΔU = Q
ΔU = 600 J
ב) ענדערונגען אין אינערלעכער ענערגיע אין דעם a-b-c פּראָצעס
פּראָצעס א-ב = איזאָכאָרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער באַנד). אין פּראָצעס א-ב ווערט צוגעגעבן 600 דזשאָול היץ.
צום סיסטעם. ווייל דער פארנעם איז קאנסטאנט, טוט דער סיסטעם קיין ארבעט נישט.
פּראָצעס ב-ג = איזאָבאַרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער דרוק). אין פּראָצעס ב-ג, ווערן 800 דזשולס היץ (Q) צוגעגעבן צום סיסטעם. אין אַן איזאָבאַרישן פּראָצעס, קען די סיסטעם טאָן אַרבעט. די סומע אַרבעט געטאָן דורך דער סיסטעם אין פּראָצעס ב-ג (איזאָבאַרישער פּראָצעס) איז:
וו = פּ (V2 - וו1) ---- קאָנסטאַנטער דרוק
וו = פ2 (V2 - וו1)
ברייט = 4 x 105 ען / עם2 (4 קס 10-3 m3 ‐ 2 x 10-3 m3)
ברייט = 4 x 105 ען / עם2 (2 קס 10-3 m3)
ברייט = 8 x 102 דזשאָולע
וו = 800 דזשול
די גאַנצע היץ וואָס ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם אין דעם a-b-c פּראָצעס איז:
Q סך הכל = Q ab + Q bc
ק סך הכל = 600 דזש + 800 דזש
Q סך הכל = 1400 דזשול
די גאַנצע אַרבעט וואָס די סיסטעם טוט אין דעם a-b-c פּראָצעס איז:
W סך הכל = W ab + W bc
W סך הכל = 0 + W בק
W סך הכל = 0 + 800 דזשול
W סך הכל = 800 דזשול
די ענדערונג אין ענערגיע אין דער סיסטעם אין דעם a-b-c פּראָצעס איז:
ΔU = Q−W
ΔU = 1400 דזש − 800 דזש
ΔU = 600 J
ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע אין פּראָצעס a-b-c = 600 J
ג) גאַנץ היץ צוגעגעבן אין דעם אַ-די-ק פּראָצעס
די גאַנצע היץ וואָס ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם קען מען געפֿינען דורך דער גלייכונג אונטן:
ΔU = Q−W
ק = ΔU + W
גאַנץ היץ צוגעגעבן אין דעם a-d-c פּראָצעס = ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע אין דעם a-d-c פּראָצעס + גאַנץ אַרבעט געטאן אין דעם a-d-c פּראָצעס.
היץ און ארבעט זענען פארמישט אין דעם טראנספער פון ענערגיע צווישן דעם סיסטעם און דער סביבה, בשעת ענדערונגען אין אינערלעכע ענערגיע איז אַ רעזולטאַט פֿון דעם איבערפֿירן פֿון ענערגיע צווישן דעם סיסטעם און דער סביבה. דעריבער, ענדערונגען אינערלעכע ענערגיע איז נישט אָפּהענגיק פֿון דעם ענערגיע־איבערפֿירונג פּראָצעס. פֿאַרקערט, היץ און אַרבעט זענען שטאַרק אָפּהענגיק פֿון דעם פּראָצעס. אין אַן איזאָכאָרישן פּראָצעס (קאָנסטאַנטער סיסטעם־וואָלומען), איז ענערגיע־איבערפֿירונג בלויז אין דער פֿאָרעם פֿון היץ, אָבער נישט אַרבעט. אין אַן איזאָבאַרישן פּראָצעס (קאָנסטאַנטער דרוק), נעמט ענערגיע־איבערפֿירונג אײַן סײַ היץ און סײַ אַרבעט. כאָטש אומאָפּהענגיק פֿון דעם פּראָצעס, איז די ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע אָפּהענגיק פֿון די אָנהייב־ און לעצטע שטאַטן פֿון דער סיסטעם. אויב די אָנהייב־ און לעצטע שטאַטן זענען די זעלבע, איז די ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע שטענדיק די זעלבע, אפֿילו אויב די פּראָצעסן וואָס זענען פֿאַרבונדן זענען אַנדערש.
דער אָנהייב־צושטאַנד און לעצטער צושטאַנד פֿאַר דעם a-b-c פּראָצעס אין דער גראַפיק אויבן = דער אָנהייב־צושטאַנד און לעצטער צושטאַנד פֿון דעם a-d-c פּראָצעס. אַזוי, די ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע אין דעם a-d-c פּראָצעס = 600 דזשאָול.
גאַנץ אַרבעט (W) געטאָן אין דעם a-d-c פּראָצעס = W אין דעם a-d פּראָצעס + W אין דעם d-c פּראָצעס.
דער a-d פּראָצעס איז אַן איזאָבאַרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער דרוק), בשעת דער d-c פּראָצעס איז אַן איזאָכאָרישער פּראָצעס (קאָנסטאַנטער באַנד). ווײַל דער באַנד איז קאָנסטאַנט, ווערט קיין אַרבעט נישט געטאָן אין דעם d-c פּראָצעס. ערשטנס, רעכענען מיר אויס די אַרבעט געטאָן אין דעם a-d פּראָצעס.
וו אד = פ (ו2 - וו1)
וו אד = פ1 (V2 - וו1)
וואט = 2 x 105 ען / עם2 (4 קס 10-3 m3 ‐ 2 x 10-3 m3)
וואט = 2 x 105 ען / עם2 (2 קס 10-3 m3)
וואט = 4 x 102 דזשאָולע
וואט = 400 דזשול
W סך הכל = W אין פּראָצעס a-d + W אין פּראָצעס d-c
W סך הכל = 400 דזשולס + 0
W סך הכל = 400 דזשול
אזוי, די סומע היץ צוגעגעבן צום אַ-די-סי פּראָצעס איז:
ק = ΔU + W
ק = 600 דזש + 400 דזש
ק = 1000 דזש
בייַשפּיל קשיא 3:
1 ליטער וואַסער ווערט 1671 ליטער פארע ווען מען קאָכט עס ביי אַ דרוק פון 1 אַטם. באַשטימט די ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע און די מאָס אַרבעט וואָס דאָס וואַסער טוט ווען עס פארדאַמפּט... (היץ פון פארדאַמפּונג פון וואַסער = לV = 22,6 רענטגענ 105 דזש/קג)
דיסקוסיע
וואַסער געדיכטקייט = 1000 ק"ג/ מ³
LV = 22,6 רענטגענ 105 דזש/קג
פּ = 1 אַטם = 1,013 x 105 פּאַ = 1,013 x 105 ען / עם2
V1 = 1 ליטער = 1 דימעטריום3 = 1 רענטגענ 10-3 m3 (וואַסער באַנד)
V2 = 1671 ליטער = 1671 דימעטריום3 = 1671 רענטגענ 10-3 m3 (פארמיטל)
א) ענדערונגען אין אינערלעכער ענערגיע
ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע = היץ צוגעגעבן צו וואַסער – אַרבעט געטאן דורך וואַסער ווען עס פארדאַמפּט. ערשטנס, לאָמיר רעכענען די היץ (Q) צוגעגעבן צו וואַסער...
ק = מל V
מאַסע (מ²) פון וואַסער?
געדיכטקייט פון וואַסער = מאַסע פון וואַסער / באַנד פון וואַסער
מאַסע פון וואַסער (מ) = (געדיכטקייט פון וואַסער) (וואָלומען פון וואַסער)
מאַסע פון וואַסער (מ²) = (1000 ק״ג/מ²3)(1 x 10-3 m3)
מאַסע פון וואַסער (מ²) = (1000 ק״ג/מ²3)(0,001 מעטער3)
מאַסע פון וואַסער (מ²) = 1 ק״ג
ק = (1 ק״ג)(22,6 x 105 דזש/קג)
ק = 22,6 x 10³ דזש
רעכנט אויס די ארבעט (W) וואס דאס וואסער טוט ווען עס פארדאַמפּפט. דאס קאכן פון וואסער פאסירט ביי קאנסטאנטן דרוק (איזאבארישער פראצעס).
וו = פּ (V2 - V1)
ברייט = 1,013 x 105 ען / עם2 (1671 קס 10-3 m3 - 1 קס 10-3 m3)
ברייט = 1,013 x 105 ען / עם2 (1670 קס 10-3 m3)
ברייט = 1691,71 x 102 דזשאָולע
ברייט = 1,7 x 105 דזשאָולע
ענערגיע ענדערונגען אין וואַסער:
ΔU = Q−W
ΔU = 22,6 x 105 י − 1, 7 x 105 J
ΔU = 20,9 x 105 J
ΔU = 21 x 105 J
קסנומקס רענטגענ קסנומקס5 די היץ וואָס מען לייגט צו צום וואַסער ווערט גענוצט צו פֿאַרגרעסערן זײַן אינערלעכע ענערגיע (איבערקומען די אַטראַקטיווע כוחות צווישן די מאָלעקולן וואָס האַלטן דאָס וואַסער פֿליסיק). מיט אַנדערע ווערטער, 21 x 105 י ווערט גענוצט צו פארוואנדלען וואסער אין פארע. ווען דאס וואסער איז געווארן פארע, 1,7 x 105 די איבעריגע J ווערט גענוצט צו טאָן אַרבעט.
בייַשפּיל קשיא 4:
1 מאָל גאַז אין אַ צילינדער עקספּאַנדירט זיך שנעל אַדיאַבאַטיש. די אָנהייב טעמפּעראַטור פון דעם גאַז איז 1000 ק. נאָך עקספּאַנדירן, פאַלט די טעמפּעראַטור פון דעם גאַז צו 500 ק. באַשטימט די אַרבעט געטאָן דורך דעם גאַז... דיסקוסיע
גאז אויסברייטונג פאסירט אדיאבאטיש. אין אן אדיאבאטישן פראצעס, גייט קיין היץ נישט אריין אדער ארויס פון סיסטעם. דעריבער, די ארבעט געטאן דורך דעם גאז = די ענדערונג אין דעם גאז'ס אינערליכער ענערגיע. מאטעמאטיש, ווערט דאס געשריבן ווי:
ΔU = Q − W אדער W = Q − ΔU → Q = 0
W = 0 − ΔU
W = − ΔU
מיר קענען אויסרעכענען די ענדערונג אין אינערלעכער ענערגיע פון א גאז ניצנדיק די אידעאלע גאז אינערלעכע ענערגיע גלייכונג:
ΔU = U סוף – U אָנהייב
ΔU = 3/2 nR (לעצטע T – אנפאנגלעכע T)
ΔU = 3/2 (1 מאָל) (8,315 J/mol.K) (500 K – 1000 K)
ΔU = 3/2 (1 מאָל) (8,315 J/mol.K) (-500 K)
ΔU = ‐6236,25 J
אזוי, די סומע פון ארבעט געטאן דורך דעם גאז איז:
W = − ΔU
W = − ( − 6236 , 25 J )
וו = 6236, 25 דזש
