טערמאדינאמיק – פראבלעמען און לייזונגען
דער ערשטער געזעץ פון טהערמאָדינאַמיקס
1. באַזירט אויף גראַפיק PV אונטן, וואָס איז די פאַרהעלטעניש פון דער אַרבעט געטאָן דורך דעם גאַז אין פּראָצעס I, צו דער אַרבעט געטאָן דורך דעם גאַז אין פּראָצעס II?
באַקאַנט:
פּראָצעס 1:
דרוק (P) = 20 N/ m²
אָנהייבנדיקער באַנד (V1 ) = 10 ליטער = 10 דמע³ = 10 x 10⁻³ מ³
לעצטער באַנד (V² ) = 40 ליטער = 40 ד״מ³ = 40 x 10⁻³ מ³
פּראָצעס 2:
פּראָצעס (P) = 15 N/ m²
אָנהייבנדיקער באַנד (V1 ) = 20 ליטער = 20 דמע³ = 20 x 10⁻³ מ³
לעצטער באַנד (V² ) = 60 ליטער = 60 ד״מ³ = 60 x 10⁻³ מ³
געוואָלט: די פּראָפּאָרציע פון דער אַרבעט געטאָן דורך גאַז
לייזונג:
די ארבעט געטאן דורך גאז אין פראצעס איך:
W = P ΔV = P( V2 – V1 ) = (20)(40-10)(10-3 מ³ ) = (20)(30)( 10-3 מ³ ) = (600)( 10-3 מ³ ) = 0.6 מ³
די ארבעט געטאן דורך גאז אין פראצעס II:
W = P ΔV = P( V2 – V1 ) = (15)(60-20)(10-3 מ³ ) = (15)(40)( 10-3 מ³ ) = (600)( 10-3 מ³ ) = 0.6 מ³
די פּראָפּאָרציע פֿון דער אַרבעט געטאָן דורך גאַז אין פּראָצעס I און פּראָצעס II:
0.6 מעטער³ : 0.6 מעטער³
קסנומקס: קסנומקס
2.
באַזירט אויף דער גראַפיק אונטן, וואָס איז די אַרבעט געטאָן דורך העליום גאַז אין דעם פּראָצעס AB?
באַקאַנט:
דרוק (P) = 2 x 10⁻⁶ נ /מ² = 2 x 10⁻⁶ פּאַסקאַל
אָנהייב־וואָלומען (V1 ) = 5 ס״מ³ = 5 x 10⁻⁶ מ³
לעצטער באַנד (V² ) = 15 סענטימעטער ³ = 15 x 10⁻⁶ מעטער ³
געוואָלט: אַרבעט געטאָן דורך גאַז אין פּראָצעס AB
לייזונג:
W = ∆P ∆V
וו = פּ ( V2 – V1 )
וו = (2 x 10 5 )(15 x 10 -6 – 5 x 10 -6 )
וו = (2 x 10 5 )(10 x 10 -6 ) = (2 x 10 5 )(1 x 10 -5 )
וו = 2 דזשול
3.
באַזירט אויף דער גראַפיק אונטן, וואָס איז די אַרבעט געטאָן אין פּראָצעס AB?
באַקאַנט:
אָנהייב דרוק (P1 ) = 4 פּאַ = 4 נ/ מ²
לעצטער דרוק (P² ) = 6 פּאַ = 6 נ/ מ²
אָנהייב־וואָלומען (V1 ) = 2 מ³
לעצטער באַנד (V² ) = 4 מ³
געזוכט: אַרבעט געטאָן איך פּראָצעסיר אַב
לייזונג:
ארבעט געטאן דורך גאז = שטח אונטער קורווע ab
W = שטח פון דרייַעק + שטח פון רעכטעק
וו = ½ (6-4)(4-2) + 4(4-2)
וו = ½ (2)(2) + 4(2)
וו = 2 + 8
וו = 10 דזשול
4. באַזירט אויף דעם גראַפיק אונטן, וואָס איז די אַרבעט געטאָן אין פּראָצעס ABCA?
לייזונג:
ארבעט (W) = שטח פון דעם דרייעק ABC
וו = ½ (20-10)(6 x 10 5 – 2 x 10 5 )
וו = ½ (10)(4 x 10 5 )
וו = (5)(4 x 105 )
ברייט = 20 x 10 5
W = 2 x 102 דזשול
5. א מאטאר אבזארבירט 2000 דזשול היץ ביי א הויכער טעמפעראטור און גיט ארויס 1200 דזשול היץ ביי א נידעריגער טעמפעראטור. וואס איז די עפעקטיווקייט פונעם מאטאר?
באַקאַנט:
היץ אריינגאבע (Q H ) = 2000 דזשולס
היץ ארויסגאַנג (Q L ) = 1200 דזשולס
ארבעט געטאן דורך מאטאר (וואט) = 2000 – 1200 = 800 דזשולס
געוואָלט: עפעקטיווקייט (e)
לייזונג:
e = W / Q H
e = 800/2000
e = 0.4 x 100%
E = 40%
6. א מאטאר אבזארבירט היץ ביי 960 קעלווין און דער מאטאר לאזט ארויס היץ ביי 576 קעלווין. וואס איז די עפעקטיווקייט פונעם מאטאר?
באַקאַנט:
הויכע טעמפּעראַטור (TH ) = 960 K
נידעריקע טעמפּעראַטור (T L ) = 576 K
געוואָלט: עפעקטיווקייט (e)
לייזונג:
עפעקטיווקייט פון קאַרנאָט מאָטאָר = 0.4 x 100% = 40%
7. באַזירט אויף דער גראַפיק אונטן, אַרבעט געטאָן דורך דעם מאָטאָר איז 6000 דזשולס. וואָס איז די היץ ארויסגעלאָזט דורך יעדן קרייז?
באַקאַנט:
אַרבעט (W) = 6000 דזשול
הויכע טעמפּעראַטור (TH ) = 800 קעלווין
נידעריקע טעמפּעראַטור (T L ) = 300 קעלווין
געוואָלט: היץ ארויסגעלאָזט דורך דעם מאָטאָר
לייזונג :
קאַרנאָט (אידעאַלע) עפעקטיווקייט:
היץ אַבזאָרבירט דורך קאַרנאָט מאָטאָר:
W = e Q 1
6000 = (0.625) ק 1
ק 1 = 6000 / 0.625
ק 1 = 9600
היץ ארויסגעלאָזט דורך קאַרנאָט מאָטאָר:
ק 2 = ק 1 – וו
ק 2 = 9600 – 6000
Q2 = 3600 דזשול
8. די עפעקטיווקייט פון א קארנאט מאטאר איז 40%. אויב היץ ווערט אבזארבירט ביי 727°C, וואס איז דעמאלט די נידעריגע טעמפעראטור.
באַקאַנט:
עפעקטיווקייט (e) = 40% = 40/100 = 0.4
הויכע טעמפּעראַטור (TH ) = 727 ° C + 273 = 1000 K
געוואָלט: נידעריקע טעמפּעראַטור
לייזונג:
טי ל = 600 קעלווין – 273 = 327 oC
9. באַזירט אויף דער גראַפיק אונטן, אויב דער מאָטאָר אַבזאָרבירט 800 דזש פון היץ, וואָס איז די אַרבעט וואָס דער מאָטאָר טוט?
באַקאַנט:
הויכע טעמפּעראַטור (TH ) = 600 קעלווין
נידעריקע טעמפּעראַטור (T L ) = 250 קעלווין
היץ אריינגאבע (Q1 ) = 800 דזשולס
געזוכט: אַרבעט (W)
לייזונג:
די עפעקטיווקייט פון קאַרנאָט מאָטאָר:
די אַרבעט איז געטאָן געוואָרן דורך דעם מאָטאָר:
W = e Q 1
W = (7/12)(800 דזשולס)
וו = 466.7 דזשול
10. די הויכע טעמפּעראַטור פון אַ קאַרנאָט מאָטאָר איז 600 ק. אויב דער מאָטאָר אַבזאָרבירט 600 דזש היץ און די נידעריקע טעמפּעראַטור איז 400 ק, וואָס איז די אַרבעט געטאָן דורך דעם מאָטאָר.
באַקאַנט:
נידעריקע טעמפּעראַטור (T L ) = 400 K
הויכע טעמפּעראַטור (TH ) = 600 K
היץ אריינגאבע (Q1 ) = 600 דזשולס
געזוכט: ארבעט איז געטאן געווארן דורך א קארנאט מאטאר (W)
לייזונג:
די עפעקטיווקייט פון די קאַרנאָט מאָטאָר:
די ארבעט איז געטאן געווארן דורך א קארנאט מאטאר:
W = e Q 1
W = (1/3)(600) = 200 דזשולס
- וואָס איז דער הויפּט פאָקוס פון טערמאָדינאַמיק? ענטפערטערמאדינאמיק פאקוסירט אויף דער שטודיע פון ענערגיע, אירע טראנספארמאציעס, און איר באציאונג מיט מאטעריע, ספעציעל אין סיסטעמען אין גלייכגעוויכט.
- ווי איז דער נולטער געזעץ פון טערמאדינאמיק פארבונדן מיט טעמפעראטור? ענטפערדער נולטער געזעץ זאגט אז אויב צוויי סיסטעמען זענען יעדע אין טערמישן גלייכגעוויכט מיט א דריטן סיסטעם, דאן זענען זיי אין טערמישן גלייכגעוויכט איינע מיט די אנדערע. דאס מיינט די עקזיסטענץ פון אן אייגנשאפט גערופן טעמפעראטור, וואס איז די זעלבע פאר אלע סיסטעמען אין טערמישן גלייכגעוויכט.
- וואָס באַשרײַבט דער ערשטער געזעץ פֿון טערמאָדינאַמיק? ענטפערדער ערשטער געזעץ, אויך באקאנט אלס דער געזעץ פון ענערגיע קאנסערוואציע, זאגט אז ענערגיע קען נישט באשאפן אדער פארניכטעט ווערן, נאר פארוואנדלט ווערן פון איין פארעם צו א צווייטער. אין א פארמאכטן סיסטעם, איז די ענדערונג אין אינערליכער ענערגיע גלייך צו דער היץ וואס ווערט צוגעגעבן צום סיסטעם מינוס די ארבעט וואס דער סיסטעם טוט אויף זיין ארומיגע סביבה.
- פארוואס איז דער צווייטער געזעץ פון טערמאדינאמיק קריטיש וויכטיג פארן פארשטיין די ריכטונג פון נאטירלעכע פראצעסן? ענטפערדער צווייטער געזעץ זאגט אז די ענטראפיע (אדער אומארדנונג) פון אן אפגעזונדערטן סיסטעם וואקסט שטענדיג אדער בלייבט קאנסטאנט. דאס דיקטירט אז ענערגיע פארשפרייט זיך ספאנטאן אויב עס ווערט נישט געשטערט דערפון, און דאס גיט א ריכטונג צו נאטירלעכע פראצעסן און דערקלערט אין עיקר פארוואס געוויסע פראצעסן פאסירן ספאנטאן בשעת אנדערע נישט.
- וואָס איז ענטראָפּיע, און ווי איז עס פֿאַרבונדן מיט אומאָרדענונג אין אַ סיסטעם? ענטפערענטראָפּיע איז אַ מאָס פֿון דער ענערגיע אין אַ סיסטעם וואָס איז נישט פֿאַראַן צו טאָן אַרבעט. עס ווערט אויך אָפֿט באַשריבן ווי אַ מאָס פֿון דער סיסטעם'ס אומאָרדענונג אָדער ראַנדאָםקייט. בכלל, העכערע ענטראָפּיע קאָרעספּאָנדירט צו גרעסערע אומאָרדענונג אָדער ראַנדאָםקייט.
- ווי אזוי באשרייבט דער דריטער געזעץ פון טערמאדינאמיק די ענטראפיע פון א פערפעקטן קריסטאל ביי אבסאלוטן נול? ענטפערדער דריטער געזעץ זאגט אז די ענטראפיע פון א פערפעקטן קריסטאל איז פונקט נול ביי אבסאלוטער נול טעמפעראטור (0 קעלווין). דאס מיינט אז ביי דער טעמפעראטור איז די סיסטעם פערפעקט געארדנט.
- פארוואס קען היץ נישט אליין פליסן פון א קעלטערן קערפער צו א הייסערן קערפער? ענטפערדאס אויפפירונג איז א קאנסעקווענץ פון דעם צווייטן געזעץ פון טערמאדינאמיק. אויב היץ זאל פליסן פון א קעלטערן קערפער צו א הייסערן ספּאָנטאַן, וואלט עס געפירט צו א פארקלענערונג אין דער אלגעמיינער ענטראָפּיע פון דער סיסטעם, וואָס איז נישט באַגינצט דורך נאַטירלעכע פּראָצעסן.
- וואָס איז דער חילוק צווישן אַן אפגעזונדערטער, פארמאכטער און אפענער סיסטעם אין טערמאָדִינאַמיק? ענטפעראן אפגעזונדערטע סיסטעם טוט נישט אויסטוישן ענערגיע אדער מאַטעריע מיט איר סביבה. א פארמאכטע סיסטעם קען אויסטוישן ענערגיע אבער עס מאכט נישט אויס מיט איר סביבה. אן אפענע סיסטעם קען אויסטוישן סיי ענערגיע און סיי מאַטעריע מיט איר סביבה.
- ווי איז דער באַגריף פון "אַרבעט" אין טערמאָדִינאַמיק אַנדערש פון דער טעגלעכער באַנוץ פון דעם טערמין? ענטפעראין טערמאדינאמיק, באציט זיך "ארבעט" צום פראצעס פון ענערגיע טראנספער, וואו כוחות וואס ווערן אנגעווענדעט צו אן אביעקט באוועגן עס אין א ריכטונג פאראלעל צו דער קראפט. למשל, ווען א גאז פארברייטערט זיך קעגן א פיסטאן, טוט עס ארבעט אויפן פיסטאן. דאס איז א מער ספעציפישע דעפיניציע קאמפערד צו דער טעגליכער באנוץ פון "ארבעט," וואס קען פשוט מיינען יעדע אויפגאבע אדער טעטיקייט.
-
וואָס איז אַ קאַרנאָט ציקל, און פארוואס איז עס וויכטיק אין טערמאָדינאַמיק? ענטפער : דער קאַרנאָט ציקל איז אַן אידעאַליזירטער טערמאָדינאַמישער ציקל וואָס גיט אַן אויבערשטן גרענעץ אויף דער עפעקטיווקייט וואָס יעדער קלאַסישער טערמאָדינאַמישער מאָטאָר קען דערגרייכן בעת דער קאָנווערסיע פון היץ אין אַרבעט (אָדער פארקערט). עס איז וויכטיק ווייל עס שטעלט אַ פונדאַמענטאַלע עפעקטיווקייט גרענעץ באַזירט אויף די טעמפּעראַטורן פון די היץ רעזערוווואַרן צווישן וועלכע אַ מאָטאָר אַרבעט.
