Un gaz ideal primește căldura Q = 500 J și efectuează lucrul mecanic L = 200 J. Variația energiei interne a gazului este:

Din principiul I, Δ U = Q - L = 500 - 200 = 300 J.

Energia internă a unui gaz ideal crește cu Δ U = 400 J, în timp ce gazul efectuează lucrul mecanic L = 150 J. Căldura schimbată de gaz este:

Q = Δ U + L = 400 + 150 = 550 J.

ν = 2 mol de gaz ideal sunt încălzite izobar, temperatura crescând cu Δ T = 50 K. Lucrul mecanic efectuat de gaz este (R = 8,31 J/(molcdotK)):

L = ν R Δ T = 2 · 8,31 · 50 = 831 J.

Pentru ν = 2 mol de gaz ideal monoatomic, temperatura crește cu Δ T = 50 K. Variația energiei interne este (R = 8,31 J/(molcdotK)):

Pentru gazul monoatomic i = 3, deci Δ U = (3)/(2) ν R Δ T = 1,5 · 2 · 8,31 · 50 = 1246,5 J.

ν = 2 mol de gaz ideal monoatomic sunt comprimate adiabatic, temperatura crescând cu Δ T = 40 K. Lucrul mecanic efectuat de gaz este (R = 8,31 J/(molcdotK)):

Adiabatic ⇒ Q = 0, deci L = -Δ U. Pentru gazul monoatomic Δ U = (3)/(2) ν R Δ T = 1,5 · 2 · 8,31 · 40 = 997,2 J. La comprimare Δ U > 0, deci L = -997,2 J (lucru efectuat asupra gazului).

Termodinamică · Fizică BAC

Probleme rezolvate de principiul i — Termodinamică

373 de probleme de principiul i (capitolul Termodinamică) sunt publicate pe pbfizica, fiecare cu enunț, variante de răspuns și soluție completă, explicată pas cu pas. Mai jos găsești un set gratuit, rezolvat integral, de la nivel începător până la avansat — restul bibliotecii e disponibil din aplicație.

Începător

Termodinamică · Principiul I

Un gaz ideal primește căldura $Q = 500\ \text{J}$ și efectuează lucrul mecanic $L = 200\ \text{J}$ . Variația energiei interne a gazului este:

300\ \text{J}

700\ \text{J}

200\ \text{J}

-300\ \text{J}

Indiciu. Principiul I al termodinamicii: $Q = \Delta U + L$ .

Soluție completă

Din principiul I,

\Delta U = Q - L = 500 - 200 = 300\ \text{J}

Începător

Termodinamică · Principiul I

Energia internă a unui gaz ideal crește cu $\Delta U = 400\ \text{J}$ , în timp ce gazul efectuează lucrul mecanic $L = 150\ \text{J}$ . Căldura schimbată de gaz este:

250\ \text{J}

550\ \text{J}

400\ \text{J}

150\ \text{J}

Indiciu. Principiul I al termodinamicii: $Q = \Delta U + L$ .

Soluție completă

Q = \Delta U + L = 400 + 150 = 550\ \text{J}

Mediu

Termodinamică · Principiul I

$\nu = 2\ \text{mol}$ de gaz ideal sunt încălzite izobar, temperatura crescând cu $\Delta T = 50\ \text{K}$ . Lucrul mecanic efectuat de gaz este ( $R = 8{,}31\ \text{J}/(\text{mol}\cdot\text{K})$ ):

415{,}5\ \text{J}

831\ \text{J}

16{,}62\ \text{J}

1662\ \text{J}

Indiciu. Lucrul mecanic izobar: $L = \nu R \Delta T$ .

Soluție completă

L = \nu R \Delta T = 2 \cdot 8{,}31 \cdot 50 = 831\ \text{J}

Mediu

Termodinamică · Principiul I

Pentru $\nu = 2\ \text{mol}$ de gaz ideal monoatomic, temperatura crește cu $\Delta T = 50\ \text{K}$ . Variația energiei interne este ( $R = 8{,}31\ \text{J}/(\text{mol}\cdot\text{K})$ ):

1246{,}5\ \text{J}

831\ \text{J}

2077{,}5\ \text{J}

2493\ \text{J}

Indiciu. Energia internă a gazului ideal: $\Delta U = \dfrac{i}{2}\,\nu R \Delta T$ , cu $i = 3$ pentru gazul monoatomic.

Soluție completă

Pentru gazul monoatomic

i = 3

, deci

\Delta U = \dfrac{3}{2}\,\nu R \Delta T = 1{,}5 \cdot 2 \cdot 8{,}31 \cdot 50 = 1246{,}5\ \text{J}

Avansat

Termodinamică · Principiul I

$\nu = 2\ \text{mol}$ de gaz ideal monoatomic sunt comprimate adiabatic, temperatura crescând cu $\Delta T = 40\ \text{K}$ . Lucrul mecanic efectuat de gaz este ( $R = 8{,}31\ \text{J}/(\text{mol}\cdot\text{K})$ ):

997{,}2\ \text{J}

-1662\ \text{J}

0\ \text{J}

-997{,}2\ \text{J}

Indiciu. În transformarea adiabatică $Q = 0$ , deci $L = -\Delta U$ , cu $\Delta U = \dfrac{i}{2}\,\nu R \Delta T$ .

Soluție completă

Adiabatic

\Rightarrow Q = 0

, deci

L = -\Delta U

. Pentru gazul monoatomic

\Delta U = \dfrac{3}{2}\,\nu R \Delta T = 1{,}5 \cdot 2 \cdot 8{,}31 \cdot 40 = 997{,}2\ \text{J}

. La comprimare

\Delta U > 0

, deci

L = -997{,}2\ \text{J}

(lucru efectuat asupra gazului).

Vrei mai multe?

Încă 368 probleme de principiul i — cu soluții complete — te așteaptă în aplicație, plus toate celelalte capitole.

Exersează în aplicație

Lecția de principiul iteorie, exemple și explicații pas cu pas→← Înapoi la probleme de Termodinamică→