Termodinamik 1: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Hukum pertama, gas unggul, imbangan tenaga dan had hukum kedua bagi enjin haba, peti sejuk dan pam haba. Kebanyakan kesilapan peperiksaan datang daripada unit dan suhu, bukan daripada fizik.

Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

  1. Hukum gas unggulP daripada n, V, T · daripada jisim · perubahan keadaan atau ketumpatanpengiraan
  2. Imbangan tenagapemanasan satu aliran · penukar haba · penukar dengan kehilangan habapengiraan
  3. Enjin haba & peti sejukhukum pertama bagi satu kitaran · had Carnot · peti sejuk dan pam habapengiraan
  4. Kitaran kuasa gasKitaran Otto · Kitaran Diesel · Kitaran Braytonpengiraan

Tip peperiksaan untuk Termodinamik 1

  • Gunakan suhu mutlak (K) dalam hukum gas dan dalam setiap formula Carnot atau COP.
  • Tulis imbangan tenaga dengan perkataan dahulu: apa yang masuk tolak apa yang keluar sama dengan perubahan.
  • Antara dua suhu yang sama, COP pam haba sentiasa tepat 1 lebih tinggi daripada COP peti sejuk.

Contoh penyelesaian

Hukum gas unggulMudah
n = 5 molV = 15 LT = 30 °CP = ?

Satu tangki tegar mengandungi gas unggul. Cari tekanannya P.

n = 5 molV = 15 LT = 30 °CR = 8.314 J/(mol·K)

Cari nilai P (kPa)

Tunjukkan petunjuk
  1. Gunakan PV = nRT dengan suhu mutlak (K).
  2. Unit: dengan V dalam m³ dan R = 8.314, P diperoleh dalam Pa. 1 L = 0.001 m³.
  3. T = 303.1 K.
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan suhu mutlak (K) dan unit yang sepadan dengan R.

Tukar unit

T = 30 + 273.15 = 303.1 K
V = 15 L = 0.015 m³

Hukum gas unggul

P = nRT/V = 5·8.314·303.1/0.015 = 840130 Pa = 840.1 kPa

Jawapan

P = 840.1 kPa
Imbangan tenagaSederhana
sebelah panassebelah sejukcampuran glikol · 150 °C120 °Cair · 15 °Ct = ? °C

campuran glikol panas menyejukkan air dalam penukar haba aliran berlawanan tanpa kehilangan haba. Cari suhu keluaran air tout.

ṁh = 1 kg/scp,h = 3.6 kJ/(kg·K)Th: 150 → 120 °Cṁc = 1 kg/scp,c = 4.18 kJ/(kg·K)tin = 15 °C

Cari nilai tout (°C)

Tunjukkan petunjuk
  1. Haba yang hilang oleh aliran panas sama dengan haba yang diperoleh aliran sejuk.
  2. Cari Q daripada sebelah panas dahulu, kerana anda mengetahui kedua-dua suhunya.
  3. Q = 108 kW.
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Imbangan tenaga penukar: tanpa kehilangan, ṁhcp,h(Th,in − Th,out) = ṁccp,c(tout − tin).

Haba yang dibebaskan oleh aliran panas

Q = 1·3.6·(150 − 120) = 108 kW

Haba yang diserap oleh air

tout = tin + Q/(ṁccp,c) = 15 + 108/(1·4.18) = 40.84 °C

Jawapan

tout = 40.84 °C

Cara latihan berfungsi

  • “Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
  • Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
  • Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.

Kalkulator untuk kursus ini

Kalkulator kecekapan Carnot dan COPKalkulator hukum gas unggulKalkulator kecekapan kitaran Otto dan BraytonKalkulator hukum gas gabungan (Boyle, Charles dan Gay-Lussac)

Kursus berkaitan

Fizik untuk JuruteraLatihan peperiksaan FE MekanikalImbangan Bahan dan TenagaLatihan peperiksaan FE KimiaKimia AmStatikMekanik BahanDinamik
Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.