Fizică Termodinamică
Exercitii rezolvate fizica bacalaureat termodinamica
Iată un exercițiu rezolvat de termodinamică, tipic pentru bacalaureat, care aplică prima lege a termodinamicii și calculează lucrul mecanic într-o transformare izobară.
Enunțul problemei
- 1 Pasul 1 Un gaz ideal se află inițial la presiunea p = 2·10^5 Pa și volumul V1 = 0,01 m³. Se încălzește izobar până la volumul V2 = 0,02 m³. Căldura primită este Q = 5000 J. Calculează lucrul mecanic efectuat și variația energiei interne.
Rezolvare pas cu pas
- 1 Pasul 1: Calculul lucrului mecanic Într-o transformare izobară, lucrul mecanic L = p·ΔV. ΔV = V2 - V1 = 0,02 m³ - 0,01 m³ = 0,01 m³. L = 2·10^5 Pa · 0,01 m³ = 2000 J.
- 2 Pasul 2: Aplicarea primei legi Prima lege: ΔU = Q - L. ΔU = 5000 J - 2000 J = 3000 J.
- 3 Pasul 3: Interpretarea rezultatelor Gazul a efectuat un lucru de 2000 J asupra mediului, iar energia lui internă a crescut cu 3000 J datorită căldurii primite.
Verificare și sfaturi
- Verificare unități Asigură-te că presiunea e în Pa (N/m²) și volumul în m³ pentru a obține lucrul în jouli (J).
- Semnificația semnelor Q > 0 dacă gazul primește căldură, L > 0 dacă gazul efectuează lucru asupra mediului.
- Exerciții similare Încearcă să rezolvi o problemă cu transformare izotermă, unde ΔU = 0, deci Q = L.
Exersează aplicarea formulei ΔU = Q - L pe diferite tipuri de transformări (izobară, izocoră, izotermă).