Belajarlah untuk menerapkan hukum pertama termodinamika dalam situasi yang berbeda, selesaikan latihan dan uji pengetahuan Anda dengan latihan yang diselesaikan dan dijelaskan.
pertanyaan 1
Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa:
a) Energi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
b) Energi selalu kekal, tetapi tidak dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
c) Energi dapat diciptakan atau dimusnahkan, tetapi tidak dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
d) Energi tidak dapat dilestarikan, tetapi dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya.
Hukum pertama termodinamika adalah prinsip kekekalan energi, jadi dalam suatu sistem tertutup, jumlah energi tetap konstan dan hanya dapat diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. lainnya.
pertanyaan 2
Asumsikan sistem tertutup yang menerima panas 100 J sambil melakukan usaha 50 J. Berapakah perubahan energi dalam sistem tersebut?
a) -50 J
b) 0 J
c) 50J
d) 100J
e) 150J
Memeriksa tanda-tanda:
Kalor yang diterima positif Q ＞ 0.
Kerja yang dilakukan adalah positif W ＞ 0.
Menurut hukum pertama, kita memiliki:
pertanyaan 3
Sistem gas ideal menukar 500 joule panas dengan lingkungan luar. Asumsikan proses ini menjadi pendinginan isometrik, tentukan usaha dan energi dalam masing-masing.
a) 500 J dan 0 J
b) - 500 dan 0 J
c) 0 J dan 500 J
d) 0 J dan - 500 J
e) -500 J dan 500 J
Karena prosesnya isometrik, tidak ada perubahan volume, sehingga usaha adalah nol.
Menurut hukum pertama termodinamika:
Karena merupakan pendingin, sistem kehilangan panas, oleh karena itu:
pertanyaan 4
8 mol gas ideal dalam sistem silinder piston dikompresi dengan melakukan usaha 1000 J. Selama proses tersebut, 400 J panas hilang ke lingkungan luar. Energi dalamnya dan perubahan suhunya masing-masing sama dengan
Diketahui: R = 8,31 J/mol. K
a) - 1400 J dan perkiraan variasi 6 K
b) 600 J dan perkiraan variasi 6 K
c) 600 J dan perkiraan variasi 14 K
d) - 1400 J dan perkiraan variasi 14 K
energi dalam
Saat sistem menerima kerja, tandanya negatif, begitu juga dengan kalor, yang hilang dalam proses ini.
Hukum pertama termodinamika adalah:
Mengganti nilai-nilai, kita mendapatkan:
R = 8,31 J/mol K
Suhu
Menurut hukum Joule, kami memiliki:
pertanyaan 5
Suatu gas sempurna mengalami kompresi, melakukan usaha 500 J. Pada akhir transformasi ini, energi dalam sistem berubah 200 J lebih kecil dari pada awalnya. Jumlah panas yang dipertukarkan oleh gas adalah
a) - 700 J
b) - 300 J
c) 300J
d) 0J
e) 700 J
Sejak pekerjaan itu diterima, yaitu pekerjaan yang resisten, tandanya negatif.
Mengganti nilai ke dalam persamaan hukum pertama termodinamika:
pertanyaan 6
(CEDERJ 2021) Pada tahap siklus yang dijalankan oleh gas ideal di AC, tekanan gas dinaikkan dengan menjaga volumenya tetap. Pada tahap siklus ini, usaha W yang dilakukan oleh gas, jumlah kalor Q yang diserapnya, dan perubahan ΔT pada suhunya masing-masing adalah:
a) W ＜ 0, Q ＜ 0 dan ΔT ＜ 0
b) W = 0, Q ＞ 0 dan ΔT ＞ 0
c) W = 0, Q = 0 dan ΔT = 0
d) W ＞ 0, Q ＞ 0 dan ΔT ＞ 0
Data:
Tekanan P meningkat;
Volume tetap konstan;
Bekerja
Karena volumenya konstan, usaha W sama dengan nol.
Hukum pertama termodinamika berjalan seperti ini:
Karena panas adalah positif, perubahan energi dalam juga akan positif.
Panas
Karena panas diserap, itu positif.
Suhu
Menurut hukum gas:
Di mana,
n adalah jumlah mol
R adalah konstanta gas universal
Jadi, suhu hanya bergantung pada tekanan, karena volumenya konstan, bernilai positif.
pertanyaan 7
(UNISENTRO 2018) Menurut Hukum Pertama Termodinamika, perubahan energi dalam suatu sistem, ΔU, adalah diberikan oleh perbedaan antara panas yang ditukar dengan lingkungan luar, Q, dan usaha, W, yang dilakukan dalam proses termodinamika. Mempertimbangkan informasi ini, jika gas monoatomik memuai agar selalu tetap pada suhu yang sama, transformasi ini dapat diwakili oleh persamaan
a) ∆U + W = 0
b) ΔU − W = 0
c) Q − W = 0
d) Q + ΔU = 0
Proses isotermal terjadi tanpa perubahan temperatur.
Energi berhubungan dengan suhu oleh:
Di mana n adalah jumlah mol dan R adalah konstanta gas universal. Karena n dan R konstan, hanya ada variasi suhu, dan
Hukum pertama termodinamika berjalan seperti ini:
pertanyaan 8
(URCA 2016) Menurut hukum pertama termodinamika jika, selama proses isotermal yang dialami oleh gas ideal bermassa tetap, gas tersebut terlepas sejumlah kalor yang besarnya 50 kal maka perubahan energi dalam dan usaha yang dilakukan gas dalam proses ini adalah, masing-masing:
a) 0 dan 50 kal.
b) 50 kal dan 0.
c) 0 dan 0.
d) 50 kal dan -50 kal.
e) 0 dan -50 kal.
Perubahan energi dalam berhubungan langsung dengan perubahan suhu. Karena prosesnya isotermal, tidak ada perubahan suhu .
Dari hukum pertama termodinamika:
Karena kalor dilepaskan, tandanya negatif.
pertanyaan 9
(UFRN 2012) Biomassa adalah salah satu sumber utama energi terbarukan dan, oleh karena itu, mesin yang menggunakannya sebagai bahan bakar pembangkit listrik penting dari sudut pandang lingkungan. Contoh yang sangat umum adalah penggunaan biomassa untuk menggerakkan turbin uap untuk menghasilkan kerja. Gambar di samping secara skematis menunjukkan pembangkit listrik termoelektrik yang disederhanakan.
Pada pembangkit termoelektrik ini, pembakaran biomassa di dalam tanur menghasilkan panas yang memanaskan air di dalam boiler dan menghasilkan uap bertekanan tinggi. Uap, pada gilirannya, dialirkan melalui pipa ke turbin yang, di bawah aksinya, mulai memutar bilahnya.
Asumsikan kehilangan panas karena perbedaan suhu antara bagian-bagian dari mesin panas ini dan lingkungan dapat diabaikan. Dalam konteks ini, variasi energi internal air boiler
a) lebih besar dari jumlah panas yang diberikan padanya dengan membakar biomassa dan kerja yang dilakukan pada turbin.
b) sama dengan jumlah panas yang diberikan padanya dengan membakar biomassa dengan kerja yang dilakukan pada turbin.
c) sama dengan perbedaan antara panas yang disuplai dengan membakar biomassa dan kerja yang dilakukan pada turbin.
d) lebih besar dari perbedaan antara panas yang diberikan padanya dengan membakar biomassa dan kerja yang dilakukan pada turbin.
Air di dalam ketel menerima energi dalam bentuk panas dari pembakaran bahan bakar dan melepaskan energi dalam bentuk kerja yang dilakukan pada turbin.
pertanyaan 10
(UECE 2021) Mengenai sifat-sifat gas, perhatikan pernyataan berikut:
Saya. Untuk gas ideal, energi dalam hanya merupakan fungsi dari tekanan.
II. Panas yang diserap oleh gas ketika mengubah keadaannya tidak tergantung pada proses.
AKU AKU AKU. Energi dalam gas ideal hanya merupakan fungsi suhu dan tidak bergantung pada proses.
IV. Dalam pemuaian isotermal gas ideal, kerja yang dilakukannya sama dengan kalor yang diserap.
Benar apa yang dinyatakan hanya di
a) I dan II.
b) III dan IV.
c) I dan IV.
d) II dan III.
AKU AKU AKU. BENAR. Energi dalam gas ideal hanya merupakan fungsi suhu dan tidak bergantung pada proses.
Perubahan energi dalam berhubungan langsung dengan perubahan suhu.
Dimana n adalah jumlah mol dan R adalah konstanta gas ideal, menjadi konstanta, hanya temperatur yang menentukan energi dalam gas.
IV. BENAR. Dalam pemuaian isotermal gas ideal, kerja yang dilakukannya sama dengan kalor yang diserap.
Karena isotermal, tidak ada perubahan suhu, sehingga perubahan energi dalam adalah nol. Dengan hukum pertama termodinamika:
Pelajari lebih lanjut dengan:
- Hukum Pertama Termodinamika
- Termodinamika: hukum, konsep, rumus, dan latihan
- Latihan tentang termodinamika
- hukum gas
ASTH, Rafael. Latihan hukum pertama termodinamika.Semua Penting, [tanpa tanggal]. Tersedia di: https://www.todamateria.com.br/exercicios-da-primeira-lei-da-termodinamica/. Akses di:
Lihat juga
- Latihan tentang termodinamika
- Termodinamika
- transformasi adiabatik
- Latihan tentang Termokimia
- Hukum Pertama Termodinamika
- Ilmu alam dan teknologinya: Enem
- Energi termal
- Hukum Kedua Termodinamika