Page 197 - physics5

182 บทที่ 16 | ความร้อนและแก๊ส ฟิสิกส์ เล่ม 5 ฟิสิกส์ เล่ม 5 บทที่ 16 | ความร้อนและแก๊ส 183

ั
้
่
ื
21. เมออดแก๊สในภาชนะใหมีปริมาตรลดลง ถ้าไมมีการถ่ายโอนความร้อนเข้าหรือออกจากระบบ
่
พลังงานภายในระบบจะเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อย่างไร
แนวคาตอบ การอัดแก๊สในภาชนะให้มีปริมาตรน้อยลง งานท่ทาโดยแก๊สมีค่าเป็นลบ (W เป็นลบ)
ี
ำ
ำ
ื
และเน่องจากไม่มีการถ่ายโอนความร้อนเข้าหรือออกจากระบบ (Q เท่ากับศูนย์) จาก
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ Q = ΔU + W จะได้ 0 = ΔU − W นั่นคือ ΔU = W ดังนั้น
พลังงานภายในของระบบจะเพิ่มขึ้น (ΔU เป็นบวก)
22. จงใช้สมการ Q = ΔU + W อธิบายการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในระบบในกรณีต่อไปนี้
ก. แก๊สในกระป๋องสเปรย์ ขณะถูกเผาไฟ
ข. ไอน้ำาในห้องอบไอน้ำาความดันสูง ขณะที่ได้รับหรือคายความร้อน
ค. ไอน้ำาในหม้อต้มน้ำาของเครื่องจักรไอน้ำา ขณะเครื่องจักรกำาลังทำางาน
แนวคำาตอบ
๋
ก. ขณะกระปองสเปรย์ถกเผาไฟจะมการถายโอนความรอนไปยงแกสในกระป๋อง นนคอ
๊
้
่
ู
ั
ี
่
ั
ื
Q เป็นบวก โดยที่กระป๋องไม่ขยายตัว นั่นคือ W = 0 ดังนั้น จะได้ว่า Q = ΔU กล่าวคือ
ิ
ิ
ึ
ึ
ึ
ึ
แก๊สในกระป๋องมีพลังงานภายในเพ่มข้น ซ่งก็คือมีอุณหภูมิเพ่มข้น โดยอุณหภูมิเพ่มข้นน ้ ี
ิ
ึ
จะมีผลให้ความดันของแก๊สภายในกระป๋องเพ่มข้น ซ่งเป็นไปตามความสัมพันธ P α T
ึ
์
ิ
ในที่สุดจะมีผลทำาให้กระป๋องระเบิดได้
ำ
้
้
่
ข. ขณะทหองอบไอนาได้รบหรอคายความรอน แสดงวา มการเปลยนแปลง Q โดยทีไอนา
ื
ี
้
่
ี
่
่
ี
้
ำ
ั
ถูกกักในห้องอบซึ่งมีปริมาตรคงตัว นั่นคือ W = 0 ดังนั้น Q = ΔU จะได้ว่า พลังงานของ
ไอน้ำา ΔU จะเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของ Q หรือกล่าวได้ว่า พลังงานของไอน้ำา
ื
ำ
้
ำ
ื
้
ึ
ิ
ภายในห้องอบไอนาเพ่มข้นเม่อได้รับความร้อน และพลังงานของไอนาลดลงเม่อมีการถ่ายโอน
ความร้อนออกจากห้องอบไอน้ำา
ื
ำ
ี
ค. ในห้องต้มนาของเครื่องจักรไอนามีการส่งไอนาไปดันลูกสูบให้เคล่อนท น่นคือ มีงานท่ทา
ำ
ั
้
่
ี
้
ำ
ำ
้
้
ำ
้
ี
้
้
โดยแกสเกดขน ในกรณน เมอใหความรอนไปยังห้องตมนา พลงงานภายในของไอนาจะ
ี
ำ
ึ
้
้
้
ั
ิ
๊
่
ื
ื
ำ
ำ
ึ
ำ
้
เพ่มข้นตามสมการ Q = ΔU และเม่อนาพลังงานภายในของไอนาไปทาให้เกิดงานใน
ิ
การดันลูกสูบให้เคลื่อนที่ ช่วงนี้ ΔQ = 0 ดังนั้น W = −ΔU นั่นคือ เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่จะ
ทำาให้พลังงานภายในของไอน้ำาลดลง
สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี