熱力学の第一法則をさまざまな状況に適用する方法を学び、演習を解いて、解いて説明した演習で知識をテストします。
質問1
熱力学の第一法則は次のように述べています。
a) エネルギーは生成したり破壊したりすることはできませんが、ある形式から別の形式に変換することはできます。
b) エネルギーは常に保存されますが、ある形式から別の形式に変換することはできません。
c) エネルギーは生成または破壊できますが、ある形式から別の形式に変換することはできません。
d) エネルギーは保存することはできませんが、ある形態から別の形態に変換することはできます。
熱力学の第一法則はエネルギー保存則であるため、システムでは 閉じていると、エネルギーの量は一定のままで、ある形式から別の形式にのみ変換できます。 他の。
質問2
50 J の仕事をしている間に 100 J の熱を受ける閉鎖システムを想定します。 系の内部エネルギーの変化は何ですか?
a) -50J
b) 0J
c) 50J
d) 100J
e) 150J
兆候を確認する:
受熱量は正 Q ＞ 0 となります。
行われた仕事は正の W > 0 です。
第一法則によれば、次のようになります。
質問3
理想的なガス システムは、外部環境と 500 ジュールの熱を交換します。 この過程を等角冷却と仮定して、仕事と内部エネルギーをそれぞれ求めます。
a) 500 J と 0 J
b) - 500 および 0 J
c) 0Jと500J
d) 0 J および - 500 J
e) -500 J および 500 J
等尺性のプロセスなので体積の変化がなく、仕事はゼロです。
熱力学の第一法則によれば、次のようになります。
冷却であるため、システムは熱を失います。そのため、次のようになります。
質問4
ピストンシリンダーシステム内の 8 モルの理想気体は、1000 J の仕事を行うことで圧縮されます。 このプロセス中に、400 J の熱が外部環境に失われます。 その内部エネルギーと温度変化はそれぞれ次のようになります。
与えられた値: R = 8.31 J/mol。 K
a) - 1400 J およびおよそ 6 K の変動
b) 600 J と約 6 K の変動
c) 600 J と約 14 K の変動
d) - 1400 J および約 14 K の変動
内部エネルギー
システムが仕事を受け取ると、その符号は負になり、熱もこの過程で失われます。
熱力学の第一法則は次のとおりです。
値を代入すると、次のようになります。
R = 8.31 J/mol K
温度
ジュールの法則によれば、次のようになります。
質問5
完全な気体は圧縮を受け、500 J の仕事をします。 この変換の終わりには、系の内部エネルギーの変化は最初よりも 200 J 減少しました。 ガスが交換した熱量は、
a) - 700J
b) - 300J
c) 300J
d) 0J
e) 700J
仕事、つまり抵抗力のある仕事を受け取ったので、その符号は負です。
熱力学第一法則の方程式に値を代入すると、次のようになります。
質問6
(CEDERJ 2021) エアコン内の理想気体によって実行されるサイクルの一段階では、体積を一定に保ちながら気体の圧力が増加します。 サイクルのこの段階で、ガスが行う仕事 W、ガスが吸収する熱量 Q、およびガスの温度変化 ΔT は、それぞれ次のとおりです。
a) W ＜ 0、Q ＜ 0、ΔT ＜ 0
b) W = 0、Q ＞ 0、ΔT ＞ 0
c) W = 0、Q = 0、ΔT = 0
d) W ＞ 0、Q ＞ 0、ΔT ＞ 0
データ：
圧力 P が増加します。
音量は一定のままです。
仕事
体積が一定なので仕事Wはゼロとなります。
熱力学の第一法則は次のようになります。
熱は正なので、内部エネルギーの変化も正になります。
熱
熱を吸収するのでプラスになります。
温度
ガス法により：
どこ、
nはモル数です
R は普遍気体定数です
したがって、体積は一定で正であるため、温度は圧力のみに依存します。
質問7
(UNICENTRO 2018) 熱力学の第一法則によれば、システムの内部エネルギーの変化 ΔU は次のようになります。 外部環境と交換される熱 Q とプロセス内で行われる仕事 W の差によって与えられます。 熱力学。 この情報を考慮すると、単原子気体が常に同じ温度を保つように膨張する場合、この変換は次の方程式で表すことができます。
a) ΔU + W = 0
b) ΔU − W =0
c) Q − W = 0
d) Q + ΔU = 0
等温プロセスは温度変化なしで発生します。
エネルギーは次のように温度に関係します。
ここで、n はモル数、R は普遍気体定数です。 n と R は一定なので、温度変化のみが発生し、
熱力学の第一法則は次のようになります。
質問8
(URCA 2016) 熱力学の第一法則によれば、固定質量の理想気体による等温過程中に、気体が放出されるとします。 大きさが 50 cal の熱量の場合、内部エネルギーの変化とこの過程でガスが行う仕事は次のようになります。 それぞれ：
a) 0 および 50 カロリー
b) 50カロリーと0。
c) 0 と 0。
d) 50 cal および -50 cal。
e) 0 および -50 cal.
内部エネルギーの変化は温度の変化に直接関係します。 プロセスは等温であるため、温度変化はありません。 .
熱力学の第一法則から:
熱が放出されるため、符号はマイナスになります。
質問9
(UFRN 2012) バイオマスは再生可能エネルギーの主要な資源の 1 つであるため、それを発電用の燃料として使用する機械は環境の観点から重要です。 非常に一般的な例は、蒸気タービンを駆動して仕事を生成するためにバイオマスを使用することです。 横の図は、火力発電プラントを簡略化して模式的に示しています。
この熱電プラントでは、炉内でのバイオマスの燃焼により熱が発生し、その熱によりボイラー内の水が加熱され、高圧蒸気が生成されます。 次に、蒸気はパイプを通ってタービンに送られ、タービンの作動によりブレードが回転し始めます。
この熱機関の部品と環境の間の温度差による熱損失は無視できるものと仮定します。 これに関連して、ボイラー水の内部エネルギーの変化は
a) バイオマスの燃焼によって供給される熱とタービンで行われる仕事の合計よりも大きくなります。
b) は、タービンで行われる仕事によりバイオマスを燃焼することによって供給される熱の合計に等しい。
c) は、バイオマスの燃焼によって供給される熱とタービンで行われる仕事の差に等しい。
d) バイオマスの燃焼によって供給される熱とタービンで行われる仕事の差よりも大きい。
ボイラー内の水は、燃料の燃焼から熱の形でエネルギーを受け取り、タービンで行われる仕事の形でエネルギーを放出します。
質問10
(UECE 2021) ガスの特性に関しては、次の記述に注意してください。
私。 理想気体の場合、内部エネルギーは圧力のみの関数です。
II. ガスの状態が変化するときに吸収される熱は、プロセスとは無関係です。
Ⅲ． 理想気体の内部エネルギーは温度のみの関数であり、プロセスには依存しません。
IV. 理想気体の等温膨張では、理想気体が行う仕事は吸収される熱に等しくなります。
にのみ記載されていることは正しいです
a) ⅠとⅡ。
b) III および IV。
c) I および IV。
d) II および III。
Ⅲ． 正しい。 理想気体の内部エネルギーは温度のみの関数であり、プロセスには依存しません。
内部エネルギーの変化は温度の変化に直接関係します。
ここで、n はモル数、R は理想気体定数であり、定数であるため、気体の内部エネルギーは温度のみによって決まります。
IV. 正しい。 理想気体の等温膨張では、理想気体が行う仕事は吸収される熱に等しくなります。
等温なので温度変化はなく、内部エネルギーの変化はゼロです。 熱力学の第一法則により、次のようになります。
さらに詳しく:
- 熱力学の第一法則
- 熱力学: 法則、概念、公式、演習
- 熱力学の演習
- ガス法
ASTH、ラファエル. 熱力学の第一法則の演習。オールマター, [発見]. 利用可能な地域: https://www.todamateria.com.br/exercicios-da-primeira-lei-da-termodinamica/. アクセス:
こちらもご覧ください
- 熱力学の演習
- 熱力学
- 断熱変換
- 熱化学の演習
- 熱力学の第一法則
- 自然科学とその技術: Enem
- 熱エネルギー
- 熱力学の第二法則