Termodinamiğin birinci yasasını farklı durumlara uygulamayı öğrenin, alıştırmaları çözün ve çözülmüş ve açıklanmış alıştırmalarla bilginizi test edin.
soru 1
Termodinamiğin birinci yasası şunu belirtir:
a) Enerji var edilemez veya yok edilemez, ancak bir biçimden diğerine dönüştürülebilir.
b) Enerji her zaman korunur, ancak bir biçimden diğerine dönüştürülemez.
c) Enerji yaratılabilir veya yok edilebilir, ancak bir biçimden diğerine dönüştürülemez.
d) Enerji korunamaz, ancak bir biçimden diğerine dönüştürülebilir.
Termodinamiğin birinci yasası enerjinin korunumu ilkesidir, dolayısıyla bir sistemde kapalıyken, enerji miktarı sabit kalır ve yalnızca bir biçimden diğerine dönüştürülebilir. diğer.
soru 2
50 J iş yaparken 100 J ısı alan kapalı bir sistem varsayalım. Sistemin iç enerjisindeki değişim nedir?
a) -50J
b) 0J
c) 50J
ç) 100J
d) 150J
İşaretleri kontrol etmek:
Alınan ısı pozitif Q > 0'dır.
Yapılan iş pozitif W > 0'dır.
Birinci yasaya göre elimizde:
Soru 3
İdeal bir gaz sistemi dış ortamla 500 joule ısı alışverişi yapar. Bu işlemi izometrik soğuma olarak kabul ederek sırasıyla işi ve iç enerjiyi belirleyiniz.
a) 500 J ve 0 J
b) - 500 ve 0J
c) 0 J ve 500 J
d) 0 J ve - 500 J
e) -500 J ve 500 J
İşlem izometrik olduğundan hacimde bir değişiklik olmaz yani iş sıfırdır.
Termodinamiğin birinci yasasına göre:
Soğutma olduğu için sistem ısı kaybeder, dolayısıyla:
soru 4
Piston-silindir sisteminde 8 mol ideal gaz 1000 J iş yaparak sıkıştırılır. İşlem sırasında dış ortama 400 J ısı kaybedilir. İç enerjisi ve sıcaklığındaki değişim sırasıyla eşittir
Verilen: R = 8,31 J/mol. K
a) - 1400 J ve yaklaşık 6 K sapma
b) 600 J ve yaklaşık 6 K varyasyonu
c) 600 J ve yaklaşık 14 K değişim
d) - 1400 J ve yaklaşık 14 K değişim
içsel enerji
Sistem iş aldığından, bu süreçte kaybolan ısının yanı sıra işareti de negatiftir.
Termodinamiğin birinci yasası şudur:
Değerleri değiştirerek şunu elde ederiz:
R = 8,31 J/mol K
Sıcaklık
Joule yasasına göre, elimizde:
soru 5
Mükemmel bir gaz, 500 J iş yaparak sıkıştırmaya maruz kalır. Bu dönüşümün sonunda sistemin iç enerjisi başlangıçtakinden 200 J daha az değişti. Gaz tarafından değiştirilen ısı miktarı
a) - 700J
b) - 300J
300J
d) 0J
e) 700J
İş, yani dirençli iş alındığından işareti negatiftir.
Değerleri termodinamiğin birinci yasasının denklemine koymak:
soru 6
(CEDERJ 2021) Klimada ideal bir gazın gerçekleştirdiği çevrimin bir aşamasında, hacmi sabit tutularak gazın basıncı artırılır. Çevrimin bu aşamasında gazın yaptığı iş W, emdiği Q ısı miktarı ve sıcaklığındaki ΔT değişimi sırasıyla:
a) W ＜ 0, Q ＜ 0 ve ΔT ＜ 0
b) W = 0, Q ＞ 0 ve ΔT ＞ 0
c) W = 0, Q = 0 ve ΔT = 0
d) W ＞ 0, Q ＞ 0 ve ΔT ＞ 0
Veri:
Basınç P artar;
Hacim sabit kalır;
İş
Hacim sabit olduğundan, W işi sıfıra eşittir.
Termodinamiğin birinci yasası şöyledir:
Isı pozitif olduğu için iç enerjideki değişim de pozitif olacaktır.
Sıcaklık
Isı emildiği için pozitiftir.
Sıcaklık
Gaz yasasına göre:
Nerede,
n mol sayısıdır
R, evrensel gaz sabitidir
Bu nedenle, hacim sabit olduğundan ve pozitif olduğundan sıcaklık yalnızca basınca bağlıdır.
soru 7
(UNICENTRO 2018) Termodinamiğin Birinci Yasasına göre, bir sistemin iç enerjisindeki değişim, ΔU, dış çevre ile değiş tokuş edilen ısı Q arasındaki farkla verilir ve süreçte yapılan iş W termodinamik. Bu bilgi göz önüne alındığında, tek atomlu bir gaz her zaman aynı sıcaklıkta kalacak şekilde genişliyorsa, bu dönüşüm denklem ile temsil edilebilir.
a) ΔU + W = 0
b) ΔU - W =0
c) Q - W = 0
d) Q + ΔU = 0
İzotermal süreç, sıcaklık değişimi olmadan gerçekleşir.
Enerji, sıcaklıkla şu şekilde ilişkilidir:
Burada n mol sayısı ve R evrensel gaz sabitidir. n ve R sabit olduğundan, yalnızca sıcaklık değişimi vardır ve
Termodinamiğin birinci yasası şöyledir:
soru 8
(URCA 2016) Termodinamiğin birinci yasasına göre, sabit kütleli ideal bir gazın gerçekleştirdiği izotermal bir işlem sırasında gaz açığa çıkarsa büyüklüğü 50 cal olan bir ısı miktarı, sonra iç enerjideki değişim ve bu süreçte gazın yaptığı iş, sırasıyla:
a) 0 ve 50 kal.
b) 50 cal ve 0.
c) 0 ve 0.
d) 50 kal ve -50 kal.
e) 0 ve -50 kal.
İç enerjideki değişim, sıcaklıktaki değişimle doğrudan ilişkilidir. İşlem izotermal olduğu için sıcaklık değişimi olmaz. .
Termodinamiğin birinci yasasından:
Isı açığa çıktığı için işareti negatiftir.
soru 9
(UFRN 2012) Biyokütle yenilenebilir enerjinin ana kaynaklarından biridir ve bu nedenle onu enerji üretimi için yakıt olarak kullanan makineler çevresel açıdan önemlidir. Çok yaygın bir örnek, iş üretmek için bir buhar türbinini çalıştırmak için biyokütlenin kullanılmasıdır. Yandaki şekil basitleştirilmiş bir termoelektrik santrali şematik olarak göstermektedir.
Bu termoelektrik santralde, biyokütlenin fırında yakılması, kazandaki suyu ısıtan ve yüksek basınçlı buhar üreten ısı üretir. Buhar da, borular aracılığıyla, etkisi altında kanatlarını döndürmeye başlayan türbine iletilir.
Bu ısı motorunun parçaları ile çevre arasındaki sıcaklık farklarından kaynaklanan ısı kayıplarının ihmal edilebilir düzeyde olduğunu varsayın. Bu kapsamda kazan suyunun iç enerjisindeki değişim
a) Biyokütlenin yakılmasıyla kendisine verilen ısı ile türbin üzerinde yapılan işin toplamından büyüktür.
b) Türbin üzerinde yapılan iş ile biyokütlenin yakılmasıyla kendisine verilen ısının toplamına eşittir.
c) Biyokütlenin yakılmasıyla kendisine verilen ısı ile türbin üzerinde yapılan iş arasındaki farka eşittir.
d) Biyokütlenin yakılmasıyla kendisine verilen ısı ile türbin üzerinde yapılan iş arasındaki farktan büyüktür.
Kazandaki su, yakıtın yanmasından ısı şeklinde enerji alır ve türbin üzerinde yapılan iş şeklinde enerji açığa çıkarır.
soru 10
(UECE 2021) Gazların özellikleri ile ilgili olarak aşağıdaki ifadelere dikkat ediniz:
Ben. İdeal bir gaz için iç enerji sadece basıncın bir fonksiyonudur.
II. Halini değiştirirken bir gaz tarafından emilen ısı, süreçten bağımsızdır.
III. İdeal bir gazın iç enerjisi yalnızca sıcaklığın bir fonksiyonudur ve süreçten bağımsızdır.
IV. İdeal bir gazın izotermal genleşmesinde yaptığı iş, emdiği ısıya eşittir.
Sadece belirtilenler doğrudur
a) I ve II.
b) III ve IV.
c) I ve IV.
d) II ve III.
III. DOĞRU. İdeal bir gazın iç enerjisi yalnızca sıcaklığın bir fonksiyonudur ve süreçten bağımsızdır.
İç enerjideki değişim, sıcaklıktaki değişimle doğrudan ilişkilidir.
n'nin mol sayısı olduğu ve R'nin ideal gaz sabiti olduğu, sabit oldukları için, gazın iç enerjisini yalnızca sıcaklık belirler.
IV. DOĞRU. İdeal bir gazın izotermal genleşmesinde yaptığı iş, emdiği ısıya eşittir.
İzotermal olduğu için sıcaklıkta değişim olmaz, dolayısıyla iç enerjideki değişim sıfırdır. Termodinamiğin birinci yasasına göre:
Şununla daha fazla bilgi edinin:
- Termodinamiğin Birinci Kanunu
- Termodinamik: yasalar, kavramlar, formüller ve alıştırmalar
- Termodinamik üzerine alıştırmalar
- gaz kanunu
ASTH, Rafael. Termodinamiğin birinci yasasının alıştırmaları.Tüm mesele, [n.d.]. Uygun: https://www.todamateria.com.br/exercicios-da-primeira-lei-da-termodinamica/. Erişim:
sen de gör
- Termodinamik üzerine alıştırmalar
- Termodinamik
- adyabatik dönüşüm
- Termokimya Alıştırmaları
- Termodinamiğin Birinci Kanunu
- Doğa bilimleri ve teknolojileri: Enem
- Termal enerji
- Termodinamiğin İkinci Kanunu