다양한 상황에서 열역학 제1법칙을 적용하는 방법을 배우고, 문제를 풀고, 풀고 설명된 문제로 지식을 테스트하십시오.
질문 1
열역학 제1법칙은 다음과 같이 말합니다.
a) 에너지는 생성되거나 파괴될 수 없지만 한 형태에서 다른 형태로 전환될 수 있습니다.
b) 에너지는 항상 보존되지만 한 형태에서 다른 형태로 변환될 수는 없습니다.
c) 에너지는 생성되거나 파괴될 수 있지만 한 형태에서 다른 형태로 전환될 수는 없습니다.
d) 에너지는 보존될 수 없지만 한 형태에서 다른 형태로 변환될 수 있습니다.
열역학 제1법칙은 에너지 보존의 법칙이므로 시스템에서 닫히면 에너지의 양은 일정하게 유지되며 한 형태에서 다른 형태로만 변환될 수 있습니다. 다른.
질문 2
50J의 일을 하는 동안 100J의 열을 받는 닫힌 시스템을 가정합니다. 시스템의 내부 에너지 변화는 무엇입니까?
a) -50J
b) 0J
다) 50J
디) 100J
e) 150J
징후 확인:
받은 열은 양의 Q ＞ 0입니다.
완료된 작업은 양의 W ＞ 0입니다.
첫 번째 법칙에 따르면 다음이 있습니다.
질문 3
이상 기체 시스템은 외부 환경과 500줄의 열을 교환합니다. 이 과정을 아이소메트릭 냉각이라고 가정하고 각각 일과 내부 에너지를 결정하십시오.
a) 500J 및 0J
b) - 500 및 0J
c) 0J 및 500J
d) 0J 및 -500J
e) -500J 및 500J
프로세스가 아이소메트릭이므로 볼륨의 변화가 없으므로 작업이 0입니다.
열역학 제1법칙에 따르면:
냉각이므로 시스템은 열을 잃습니다. 따라서:
질문 4
피스톤-실린더 시스템에서 8몰의 이상 기체가 1000J의 일을 함으로써 압축됩니다. 이 과정에서 400J의 열이 외부 환경으로 손실됩니다. 내부 에너지와 온도 변화는 각각 다음과 같습니다.
주어졌을 때: R = 8.31 J/mol. 케이
a) - 1400J 및 대략적인 변동 6K
b) 600J 및 6K의 대략적인 변동
c) 600J 및 대략적인 변동 14K
d) - 1400J 및 대략적인 변동 14K
내부 에너지
시스템이 일을 받을 때 그 부호는 음수이고 이 과정에서 열도 손실됩니다.
열역학 제1법칙은 다음과 같습니다.
값을 대체하면 다음을 얻습니다.
R = 8.31 J/mol·K
온도
주울의 법칙에 따르면 다음과 같습니다.
질문 5
완벽한 기체는 압축되어 500J의 일을 합니다. 이 변환이 끝날 때 시스템의 내부 에너지는 처음보다 200J 적게 변경되었습니다. 기체가 교환한 열량은
가) - 700J
b) - 300J
다) 300J
d) 0J
e) 700J
받은 일, 즉 저항하는 일이므로 그 부호는 음수이다.
열역학 제1법칙의 방정식에 값을 대입하면 다음과 같습니다.
질문 6
(CEDERJ 2021) 에어컨에서 이상 기체에 의해 실행되는 사이클의 한 단계에서 가스 압력은 부피를 일정하게 유지하면서 증가합니다. 주기의 이 단계에서 기체가 한 일 W, 기체가 흡수한 열량 Q 및 온도 변화 ΔT는 각각 다음과 같습니다.
a) W ＜ 0, Q ＜ 0 및 ΔT ＜ 0
b) W = 0, Q ＞ 0 및 ΔT ＞ 0
c) W = 0, Q = 0 및 ΔT = 0
d) W ＞ 0, Q ＞ 0 및 ΔT ＞ 0
데이터:
압력 P가 증가합니다.
볼륨은 일정하게 유지됩니다.
일하다
부피가 일정하므로 일 W는 0입니다.
열역학 제1법칙은 다음과 같습니다.
열이 양수이므로 내부 에너지의 변화도 양수입니다.
열
열이 흡수되기 때문에 양성입니다.
온도
기체 법칙:
어디,
n은 몰수
R은 범용 기체 상수입니다.
따라서 부피는 일정하고 양수이므로 온도는 압력에만 의존합니다.
질문 7
(UNICENTRO 2018) 열역학 제1법칙에 따르면 계의 내부 에너지 변화량 ΔU는 외부 환경과 교환된 열 Q와 공정에서 수행된 일 W 사이의 차이로 제공됩니다. 열역학. 이 정보를 고려하면 단원자 기체가 항상 같은 온도를 유지하도록 팽창하면 이 변형은 다음 방정식으로 나타낼 수 있습니다.
a) ΔU + W = 0
b) ΔU - W =0
c) Q - W = 0
d) Q + ΔU = 0
등온 과정은 온도 변화 없이 발생합니다.
에너지는 온도와 다음과 같은 관계가 있습니다.
여기서 n은 몰수이고 R은 범용 기체 상수입니다. n과 R이 일정하므로 온도 변화만 있고,
열역학 제1법칙은 다음과 같습니다.
질문 8
(URCA 2016) 열역학 제1법칙에 따르면, 고정 질량의 이상 기체가 겪는 등온 과정에서 기체가 방출되면 크기가 50cal인 열의 양은 내부 에너지의 변화와 이 과정에서 기체가 한 일입니다. 각기:
a) 0 및 50 cal.
b) 50cal 및 0.
c) 0과 0.
d) 50cal 및 -50cal.
e) 0 및 -50 cal.
내부 에너지의 변화는 온도의 변화와 직접적인 관련이 있습니다. 공정이 등온이므로 온도 변화가 없으므로 .
열역학 제1법칙에서:
열이 방출되기 때문에 그 부호는 음수입니다.
질문 9
(UFRN 2012) 바이오매스는 재생 에너지의 주요 원천 중 하나이므로 이를 발전용 연료로 사용하는 기계는 환경적 관점에서 중요합니다. 매우 일반적인 예는 일을 생성하기 위해 증기 터빈을 구동하기 위해 바이오매스를 사용하는 것입니다. 측면의 그림은 단순화된 화력 발전소를 개략적으로 보여줍니다.
이 열전 발전소에서는 용광로에서 바이오매스를 태우면 열이 발생하여 보일러의 물을 가열하고 고압 증기를 생성합니다. 차례로 증기는 파이프를 통해 터빈으로 전달되어 작동에 따라 블레이드를 돌리기 시작합니다.
이 열 엔진 부품과 환경 사이의 온도 차이로 인한 열 손실은 무시할 수 있는 수준이라고 가정합니다. 이와 관련하여 보일러 물의 내부 에너지 변화는
a) 바이오매스를 연소시켜 공급되는 열과 터빈에서 수행된 작업의 합보다 큽니다.
b) 터빈에서 수행된 작업으로 바이오매스를 연소하여 공급된 열의 합과 같습니다.
c) 바이오매스 연소에 의해 공급된 열과 터빈에서 수행된 작업 간의 차이와 같습니다.
d) 바이오매스 연소에 의해 공급된 열과 터빈에서 수행된 작업 간의 차이보다 큽니다.
보일러의 물은 연료 연소에서 열의 형태로 에너지를 받고 터빈에서 수행된 일의 형태로 에너지를 방출합니다.
질문 10
(UECE 2021) 가스의 특성과 관련하여 다음 진술에 주의하십시오.
나. 이상 기체의 경우 내부 에너지는 압력만의 함수입니다.
II. 상태를 변경할 때 가스가 흡수하는 열은 프로세스와 무관합니다.
III. 이상 기체의 내부 에너지는 온도만의 함수이며 공정과는 무관합니다.
IV. 이상 기체의 등온 팽창에서 이상 기체가 한 일은 흡수한 열과 같습니다.
에만 기재되어 있는 것이 맞습니다.
a) I 및 II.
b) III 및 IV.
c) I 및 IV.
d) II 및 III.
III. 옳은. 이상 기체의 내부 에너지는 온도만의 함수이며 공정과는 무관합니다.
내부 에너지의 변화는 온도의 변화와 직접적인 관련이 있습니다.
여기서 n은 몰 수이고 R은 이상 기체 상수이며 상수이므로 온도만이 기체의 내부 에너지를 결정합니다.
IV. 옳은. 이상 기체의 등온 팽창에서 이상 기체가 한 일은 흡수한 열과 같습니다.
등온이므로 온도의 변화가 없으므로 내부 에너지의 변화는 0입니다. 열역학 제1법칙에 따르면:
자세히 알아보기:
- 열역학 제1법칙
- 열역학: 법칙, 개념, 공식 및 연습
- 열역학 연습
- 가스 법
ASTH, 라파엘. 열역학 제1법칙 연습.모든 문제, [n.d.]. 가능: https://www.todamateria.com.br/exercicios-da-primeira-lei-da-termodinamica/. 액세스:
너무 참조
- 열역학 연습
- 열역학
- 단열 변환
- 열화학 연습
- 열역학 제1법칙
- 자연과학과 그들의 기술: Enem
- 열 에너지
- 열역학 제2법칙
