ورقة تدريب الدرس: التغيُّرات الثرموديناميكية في الغازات المثالية الفيزياء
في ورقة التدريب هذه، سوف نتدرَّب على حساب التسخين الكلي للغازات المثالية والشغل الكلي المبذول بواسطتها، الذي يؤدِّي إلى تغيير الضغط والحجم ودرجة الحرارة.
س١:
غاز كتلته 0.125 kg موجود داخل حاوية صُلبة حجمها 2.5 m3. يُسخَّن الغاز، فترتفع درجة حرارته بمقدار 35 K، ويزيد ضغطه كذلك، كما هو موضَّح في الشكل. احسب التغيُّر في الطاقة الداخلية للغاز نتيجة تسخينه. استخدِم القيمة 1.75 kJ/kg⋅K للسعة الحرارية النوعية للغاز عند ثبوت الحجم. افترِض أن انتقال الحرارة إلى الحاوية مُهمَل. قرِّب إجابتك لأقرب كيلو جول.
س٢:
ضُغِط غاز يتكوَّن من 2.5 مول من الجزيئات بثبوت درجة الحرارة، كما هو موضَّح في التمثيل البياني. درجة حرارة الغاز 360 K. أوجد الشغل المبذول على الغاز لضغطه. استخدِم القيمة 8.31 m2⋅kg/s2⋅K⋅mol لثابت الغازات المولي. أوجد إجابتك بالكيلو جول لأقرب منزلة عشرية.
س٣:
يوضِّح التمثيل البياني التغيُّر في الحجم مُقابِل درجة الحرارة لثلاثة غازات.
أيُّ غاز يتغيَّر بثبوت الضغط؟
- أالغاز I
- بالغاز III
- جالغاز II
لأيِّ غاز يُبذَل شغل لضغط الغاز؟
- أالغاز I
- بالغاز III
- جالغاز II
س٤:
سُخِّن غاز كتلته 0.55 kg في حاوية مرنة، فزادت درجة حرارة الغاز بمقدار 10 K، وزاد حجم الغاز، لكن مع بقائه عند ضغط ثابت، كما هو موضَّح في التمثيل البياني.
احسب التغيُّر في الطاقة الداخلية للغاز بسبب تمدُّده. افترض أن الشغل المبذول على الحاوية مهمل.
احسب السعة الحرارية النوعية للغاز عند ضغط ثابت. أَهمِل الطاقة الحرارية المنتقلة للحاوية. قرِّب إجابتك لأقرب ثلاثة أرقام معنوية.
س٥:
تمدَّد غاز كتلته 1 000 g عند تسخينه تحت ضغط ثابت. وُضع الغاز في حاوية تساوي في الحجم حجم الغاز بعد تمدُّده. انخفض ضغط الغاز بتبريده عند حجم ثابت. يوضِّح التمثيل البياني التغيُّرات في ضغط الغاز وحجمه. انخفضتْ درجة حرارة الغاز بمقدار 4.5 K عندما برد، وكانت السعة الحرارية النوعية للغاز عند ثبات الحجم تساوي 1.25 kJ/kg⋅K. أوجد التغيُّر الكلي في الطاقة الداخلية للغاز.
س٦:
يوضِّح التمثيل البياني التغيُّرات في ضغط الغاز مع حجمه. يمثِّل الخطان تغيُّرًا بثبوت درجة الحرارة، وتغيُّرًا أديباتيكيًّا من نفس درجة الحرارة الابتدائية. أيُّ خط يمثِّل التغيُّر الأديباتيكي؟
- أالأزرق
- بالبرتقالي
س٧:
غاز كتلته 0.25 kg، يتغيَّر ضغطه وحجمه، كما هو موضَّح في الشكل. درجة الحرارة الابتدائية للغاز 303 K.
ما الشغل اللازم بذله على الغاز لينضغط؟ أجب لأقرب جول.
ما درجة الحرارة النهائية للغاز؟ أجب لأقرب كلفن.
إذا كانت الطاقة الداخلية للغاز قبل انضغاطه هي نفسها بعد الانضغاط، فأوجد متوسط السعة الحرارية النوعية للغاز أثناء انضغاطه. أوجد الإجابة لأقرب جول لكل كيلوجرام ⋅ كلفن.
س٨:
يوضِّح التمثيل البياني تغيُّر ضغط غاز بزيادة حجمه في ثلاث عمليات ديناميكية حرارية مختلفة.
أيُّ عملية توضِّح تغيُّر ضغط الغاز وحجمه بثبوت درجة الحرارة؟
- أالعملية III
- بالعملية II
- جالعملية I
أيُّ عملية تحدث خلالها زيادة في درجة حرارة الغاز الكلية؟
- أالعملية II
- بالعملية III
- جالعملية I
أيُّ عملية يحدث خلالها انخفاض في درجة حرارة الغاز الكلية؟
- أالعملية I
- بالعملية II
- جالعملية III
س٩:
ينضغط غاز ما، فيتغيَّر ضغطه وحجمه كما هو موضَّح في التمثيل البياني. درجة حرارة الغاز الابتدائية 324 K.
ما حاصل ضرب ضغط الغاز وحجمه قبل الانضغاط؟
ما حاصل ضرب ضغط الغاز وحجمه بعد الانضغاط؟
ما التغيُّر في درجة حرارة الغاز الناتج عن الانضغاط؟
افترض أن الغاز يُضغَط، ثم يُسخَّن أو يُبرَّد على الفور. يتغيَّر ضغط الغاز وحجمه عند رسم قيمهما على تمثيل بياني للضغط مقابل الحجم، حتى يُكوِّنا خطًّا مستقيمًا. ما درجة حرارة الغاز إذا كان حجمه يساوي 3.1 m3؟ قرِّب إجابتك لأقرب كلفن.
س١٠:
حُرِّكَ غطاء أسطوانة غير معزولة تحتوي على غاز لأسفل بواسطة قوة مقدارها 250 N مسافة 45 cm، كما هو موضَّح في الشكل. تشمل القوة وزن الغطاء. ظلَّت الطاقة الداخلية للغاز بعد الانضغاط كما كانت قبل الانضغاط. ما مقدار تسخين الأسطوانة للوسط المحيط بها؟ قرِّب إجابتك لأقرب جول.
الممارسة مفتاحك للتفوق.
تدرَّب يوميًا على عدد من الأسئلة المجانية للحصول على أعلى الدرجات. حمِّل تطبيق Nagwa Practice الآن!
