თერმოდინამიკის პირველი კანონის სავარჯიშოები

ისწავლეთ თერმოდინამიკის პირველი კანონის გამოყენება სხვადასხვა სიტუაციებში, ამოხსენით სავარჯიშოები და შეამოწმეთ ცოდნა ამოხსნილი და ახსნილი სავარჯიშოებით.

კითხვა 1

თერმოდინამიკის პირველი კანონი ამბობს:

ა) ენერგია არ შეიძლება შეიქმნას ან განადგურებული, მაგრამ ის შეიძლება გარდაიქმნას ერთი ფორმიდან მეორეში.

ბ) ენერგია ყოველთვის შენარჩუნებულია, მაგრამ მისი ერთი ფორმიდან მეორეში გადაქცევა შეუძლებელია.

გ) ენერგია შეიძლება შეიქმნას ან განადგურდეს, მაგრამ მისი ერთი ფორმიდან მეორეში გადაქცევა შეუძლებელია.

დ) ენერგიის შენახვა შეუძლებელია, მაგრამ შეიძლება გადავიდეს ერთი ფორმიდან მეორეში.

პასუხი განმარტა

თერმოდინამიკის პირველი კანონი არის ენერგიის შენარჩუნების პრინციპი, ასე რომ სისტემაში დახურულია, ენერგიის რაოდენობა მუდმივი რჩება და მხოლოდ ერთი ფორმიდან მეორეში გარდაიქმნება. სხვა.

კითხვა 2

დავუშვათ დახურული სისტემა, რომელიც იღებს 100 ჯ სითბოს 50 ჯ სამუშაოს შესრულებისას. რა არის სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილება?

ა) -50 ჯ

ბ) 0ჯ

გ) 50ჯ

დ) 100ჯ

ე) 150ჯ

პასუხი განმარტა

ნიშნების შემოწმება:

instagram story viewer

მიღებული სითბო დადებითია Q ＞ 0.

შესრულებული სამუშაო დადებითია W ＞ 0.

პირველი კანონის მიხედვით გვაქვს:

სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი მოგება სწორი ნამატი U უდრის 100-ს გამოკლებული 50 სწორი ნამატი U უდრის 50 სწორ სივრცეს J

კითხვა 3

იდეალური გაზის სისტემა ცვლის 500 ჯოულ სითბოს გარე გარემოსთან. თუ ვივარაუდებთ, რომ ეს პროცესი არის იზომეტრიული გაგრილება, განსაზღვრეთ სამუშაო და შიდა ენერგია, შესაბამისად.

ა) 500 ჯ და 0 ჯ

ბ) - 500 და 0 ჯ

გ) 0 ჯ და 500 ჯ

დ) 0 ჯ და - 500 ჯ

ე) -500 ჯ და 500 ჯ

პასუხი განმარტა

ვინაიდან პროცესი იზომეტრიულია, მოცულობის ცვლილება არ ხდება, ამიტომ სამუშაო ნულის ტოლია.

თერმოდინამიკის პირველი კანონის მიხედვით:

სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი მოგება სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q მინუს 0 სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q

რადგან ეს არის გაგრილება, სისტემა კარგავს სითბოს, შესაბამისად:

სწორი ნამატი U უდრის მინუს 500 სწორ სივრცეს J

კითხვა 4

დგუში-ცილინდრიან სისტემაში იდეალური აირის 8 მოლი შეკუმშულია 1000 ჯ სამუშაოს შესრულებით. პროცესის დროს 400 J სითბო იკარგება გარე გარემოში. მისი შინაგანი ენერგია და ტემპერატურის ცვლილება შესაბამისად ტოლია

მოცემული: R = 8,31 ჯ/მოლ. კ

ა) - 1400 ჯ და სავარაუდო ვარიაციით 6 კ

ბ) 600 ჯ და მიახლოებითი ვარიაციით 6 კ

გ) 600 ჯ და მიახლოებითი ვარიაციით 14 კ

დ) - 1400 ჯ და სავარაუდო ვარიაციით 14 კ

პასუხი განმარტა

შინაგანი ენერგია

როდესაც სისტემა იღებს მუშაობას, მისი ნიშანი უარყოფითია, ისევე როგორც სითბო, რომელიც ამ პროცესში იკარგება.

თერმოდინამიკის პირველი კანონია:

სწორი ნამატი U უდრის სწორ Q-ს გამოკლებული სწორი W

მნიშვნელობების ჩანაცვლებით, მივიღებთ:

სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი მოგება სწორი ნამატი U უდრის მინუს 400 გამოკლებული მარცხენა ფრჩხილს მინუს 1000 მარჯვენა ფრჩხილის პირდაპირი ნამატი U უდრის მინუს 400 პლუს 1000 სწორი ნამატი U უდრის 600 სივრცეს პირდაპირ ჯ

R = 8,31 ჯ/მოლ კ

ტემპერატურა

ჯოულის კანონით გვაქვს:

სწორი ნამატი U უდრის 3-ს 2 nR-ზე სწორი ნამატი T600 უდრის 3-ს 2.8.8 ქულა 31. სწორი ნამატი Tnumerator 600.2 მნიშვნელზე 3.8.8 მძიმით 31 წილადის ბოლო ტოლია სწორი ნამატი Tnumerator 1200 მნიშვნელზე მეტი 199 მძიმით 44 წილადის ბოლო უდრის სწორ ნამატს T6 მძიმით 01 დაახლოებით უდრის სწორ ნამატს თ

კითხვა 5

სრულყოფილი გაზი ექვემდებარება შეკუმშვას, ასრულებს 500 J მუშაობას. ამ ტრანსფორმაციის დასასრულს, სისტემის შიდა ენერგია შეიცვალა 200 J-ით ნაკლები, ვიდრე დასაწყისში. გაზის მიერ გაცვლილი სითბოს რაოდენობა იყო

ა) - 700 ჯ

ბ) - 300 ჯ

გ) 300ჯ

დ) 0ჯ

ე) 700 ჯ

პასუხი განმარტა

მას შემდეგ, რაც ნამუშევარი მიიღეს, ანუ რეზისტენტული სამუშაო, მისი ნიშანი უარყოფითია.

მნიშვნელობების ჩანაცვლება თერმოდინამიკის პირველი კანონის განტოლებაში:

ნამატი სწორი U უდრის პირდაპირ Q გამოკლებული სწორი W200 უდრის სწორ Q მინუს მარცხენა ფრჩხილს მინუს 500 მარჯვენა ფრჩხილი 200 უდრის კვადრატს Q პლუს 500200 გამოკლებული 500 უდრის კვადრატს Q გამოკლებული 300 კვადრატული სივრცე J უდრის სწორი Q

კითხვა 6

(CEDERJ 2021) კონდიციონერში იდეალური გაზის მიერ შესრულებული ციკლის ეტაპზე გაზის წნევა იზრდება მისი მოცულობის მუდმივი შენარჩუნებით. ციკლის ამ ეტაპზე გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო W, მის მიერ შთანთქმული Q სითბოს რაოდენობა და მისი ტემპერატურის ΔT ცვლილება, შესაბამისად:

ა) W ＜ 0, Q ＜ 0 და ΔT ＜ 0

ბ) W = 0, Q ＞ 0 და ΔT ＞ 0

გ) W = 0, Q = 0 და ΔT = 0

დ) W ＞ 0, Q ＞ 0 და ΔT ＞ 0

პასუხი განმარტა

მონაცემები:

წნევა P იზრდება;

მოცულობა რჩება მუდმივი;

მუშაობა

ვინაიდან მოცულობა მუდმივია, სამუშაო W უდრის ნულს.

სწორი W უდრის სწორ P-ს. სწორი ნამატი V სწორი W უდრის სწორ P.0 სწორი W უდრის 0 სწორ სივრცეს J

თერმოდინამიკის პირველი კანონი ასე გამოიყურება:

სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q-ს გამოკლებული სწორი Win სწორი ნამატი U უდრის სწორ Q-ს

ვინაიდან სითბო დადებითია, შინაგანი ენერგიის ცვლილებაც დადებითი იქნება.

სითბო

ვინაიდან სითბო შეიწოვება, ეს დადებითია.

ტემპერატურა

გაზის კანონით:

სად,

n არის მოლების რაოდენობა

R არის უნივერსალური გაზის მუდმივი

ამრიგად, ტემპერატურა დამოკიდებულია მხოლოდ წნევაზე, რადგან მოცულობა მუდმივია და დადებითია.

კითხვა 7

(UNICENTRO 2018) თერმოდინამიკის პირველი კანონის მიხედვით, სისტემის შიდა ენერგიის ცვლილება ΔU არის მოცემული სხვაობით სითბოს გაცვლას გარე გარემოსთან, Q, და სამუშაოს W, ამ პროცესში თერმოდინამიკური. თუ გავითვალისწინებთ ამ ინფორმაციას, თუ მონატომური გაზი ფართოვდება ისე, რომ ყოველთვის დარჩეს იმავე ტემპერატურაზე, ეს ტრანსფორმაცია შეიძლება წარმოდგენილი იყოს განტოლებით

ა) ΔU + W = 0

ბ) ΔU − W =0

გ) Q − W = 0

დ) Q + ΔU = 0

პასუხი განმარტა

იზოთერმული პროცესი ხდება ტემპერატურის ცვლილების გარეშე.

ენერგია დაკავშირებულია ტემპერატურასთან:

სწორი ნამატი U უდრის 3-ს 2 nR-ზე სწორი ზრდა T

სადაც n არის მოლების რაოდენობა და R არის უნივერსალური აირის მუდმივი. ვინაიდან n და R მუდმივია, არსებობს მხოლოდ ტემპერატურის ცვალებადობა და

თერმოდინამიკის პირველი კანონი ასე გამოიყურება:

ნამატი სწორი U უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი Wbold 0 თამამი უდრის თამამი Q თამამი მინუს თამამი W

კითხვა 8

(URCA 2016) თერმოდინამიკის პირველი კანონის მიხედვით, თუ იზოთერმული პროცესის დროს, რომელსაც განიცდის ფიქსირებული მასის იდეალური აირი, აირი გამოდის სითბოს რაოდენობა, რომლის სიდიდეა 50 კალორია, მაშინ შიდა ენერგიის ცვლილება და გაზის მიერ შესრულებული სამუშაო ამ პროცესში არის, შესაბამისად:

ა) 0 და 50 კალ.

ბ) 50 კალორია და 0.

გ) 0 და 0.

დ) 50 კალ. და -50 კალ.

ე) 0 და -50 კალ.

პასუხი განმარტა

შინაგანი ენერგიის ცვლილება პირდაპირ კავშირშია ტემპერატურის ცვლილებასთან. ვინაიდან პროცესი იზოთერმულია, ტემპერატურის ცვლილება არ ხდება სწორი ნამატი U უდრის 0-ს .

თერმოდინამიკის პირველი კანონიდან:

სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი W0 უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი W სწორი W უდრის სწორ Q

ვინაიდან სითბო გამოიყოფა, მისი ნიშანი უარყოფითია.

კითხვა 9

(UFRN 2012) ბიომასა არის განახლებადი ენერგიის ერთ-ერთი მთავარი წყარო და, შესაბამისად, მანქანები, რომლებიც იყენებენ მას ელექტროენერგიის წარმოებისთვის საწვავად, მნიშვნელოვანია გარემოსდაცვითი თვალსაზრისით. ძალიან გავრცელებული მაგალითია ბიომასის გამოყენება ორთქლის ტურბინის მუშაობისთვის. გვერდის ფიგურა სქემატურად გვიჩვენებს გამარტივებულ თერმოელექტროსადგურს.

ამ თერმოელექტროსადგურში ღუმელში ბიომასის წვა წარმოქმნის სითბოს, რომელიც ათბობს ქვაბში არსებულ წყალს და წარმოქმნის მაღალი წნევის ორთქლს. ორთქლი, თავის მხრივ, მილებით მიემართება ტურბინამდე, რომელიც მისი მოქმედებით იწყებს პირების ბრუნვას.

ჩავთვალოთ, რომ სითბოს დანაკარგები ამ სითბოს ძრავის ნაწილებსა და გარემოს შორის ტემპერატურული განსხვავებების გამო უმნიშვნელოა. ამ კონტექსტში, ქვაბის წყლის შიდა ენერგიის ცვალებადობა

ა) მეტია ბიომასის დაწვით და ტურბინაზე შესრულებული სამუშაოებით მიწოდებული სითბოს ჯამზე.

ბ) უდრის მასში მიწოდებული სითბოს ჯამს ბიომასის დაწვით ტურბინაზე შესრულებული სამუშაოებით.

გ) უდრის სხვაობას ბიომასის დაწვით მისთვის მიწოდებულ სითბოსა და ტურბინაზე შესრულებულ სამუშაოს შორის.

დ) მეტია სხვაობაზე ბიომასის დაწვით მიწოდებულ სითბოსა და ტურბინაზე შესრულებულ სამუშაოს შორის.

პასუხი განმარტა

ქვაბში წყალი იღებს ენერგიას სითბოს სახით საწვავის დაწვისგან და გამოყოფს ენერგიას ტურბინაზე შესრულებული სამუშაოს სახით.

კითხვა 10

(UECE 2021) აირების თვისებებთან დაკავშირებით, ყურადღება მიაქციეთ შემდეგ განცხადებებს:

მე. იდეალური გაზისთვის შიდა ენერგია მხოლოდ წნევის ფუნქციაა.

II. გაზის მიერ მისი მდგომარეობის შეცვლისას შთანთქმული სითბო პროცესისგან დამოუკიდებელია.

III. იდეალური გაზის შიდა ენერგია მხოლოდ ტემპერატურის ფუნქციაა და პროცესისგან დამოუკიდებელია.

IV. იდეალური აირის იზოთერმული გაფართოებისას, მის მიერ შესრულებული სამუშაო უდრის შთანთქმულ სითბოს.

სწორია რაც მხოლოდ წერია

ა) I და II.

ბ) III და IV.

გ) მე და IV.

დ) II და III.

პასუხი განმარტა

III. სწორი. იდეალური გაზის შიდა ენერგია მხოლოდ ტემპერატურის ფუნქციაა და პროცესისგან დამოუკიდებელია.

შინაგანი ენერგიის ცვლილება პირდაპირ კავშირშია ტემპერატურის ცვლილებასთან.

სადაც n არის მოლების რაოდენობა და R არის იდეალური გაზის მუდმივი, როგორც მუდმივები, მხოლოდ ტემპერატურა განსაზღვრავს გაზის შიდა ენერგიას.

IV. სწორი. იდეალური აირის იზოთერმული გაფართოებისას, მის მიერ შესრულებული სამუშაო უდრის შთანთქმულ სითბოს.

ვინაიდან ის იზოთერმულია, ტემპერატურის ცვლილება არ ხდება, ამიტომ შიდა ენერგიის ცვლილება ნულის ტოლია. თერმოდინამიკის პირველი კანონით:

სწორი ნამატი U უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი W0 უდრის პირდაპირ Q მინუს სწორი W სწორი Q უდრის სწორ W

შეიტყვეთ მეტი:

თერმოდინამიკის პირველი კანონი
თერმოდინამიკა: კანონები, ცნებები, ფორმულები და სავარჯიშოები
სავარჯიშოები თერმოდინამიკაზე
გაზის კანონი

ASTH, რაფაელ. თერმოდინამიკის პირველი კანონის სავარჯიშოები.ყველა მატერია, [n.d.]. Ხელმისაწვდომია: https://www.todamateria.com.br/exercicios-da-primeira-lei-da-termodinamica/. წვდომა აქ:

ნახე შენც