காற்றை அழுத்தும் பம்ப் ஏன் சூடாகிறது? ஒரு வாயு விரிவடையும்போது ஏன் குளிர்கிறது? இந்தக் கேள்விகளுக்கு விடை வெப்ப இயக்கவியலின் முதலாம் விதியில் (first law of thermodynamics) உள்ளது — இது சக்தி அழிவின்மையை (conservation of energy) வெப்பம், வேலை, அக ஆற்றலுக்கு இடையே இணைக்கிறது.
1. அக ஆற்றல் (Internal energy)
ஒரு தொகுதியின் துகள்களின் மொத்த இயக்கச் சக்தி + நிலையாற்றல் = அக ஆற்றல் (U). இலட்சிய வாயுவில் துகள்களுக்கிடையே ஈர்ப்பு இல்லாததால், அக ஆற்றல் வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்தது (U ∝ T). எனவே வெப்பநிலை உயர்வு = அக ஆற்றல் உயர்வு.
2. முதலாம் விதி
First law
ΔU = Q − WΔU = அக ஆற்றல் மாற்றம், Q = தொகுதிக்குச் சேர்க்கப்பட்ட வெப்பம், W = தொகுதி வெளியில் செய்த வேலை (W = PΔV).
குறி மரபு (கவனம்)
- Q நேர் (+) = தொகுதிக்கு வெப்பம் சேர்க்கப்படுகிறது.
- W நேர் (+) = தொகுதி வெளியில் வேலை செய்கிறது (விரிவடைதல்).
- வாயு சுருக்கப்பட்டால் W எதிர் (−) → அக ஆற்றல் கூடும், வெப்பநிலை உயரும் (பம்ப் சூடாவதன் காரணம்).
3. முக்கியச் செயல்முறைகள்
நான்கு வகை
- சமவெப்பநிலை (isothermal): T மாறாது → ΔU = 0 → Q = W.
- வெப்பத்தடை (adiabatic): வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லை → Q = 0 → ΔU = −W.
- சமகனவளவு (isochoric): V மாறாது → W = 0 → ΔU = Q.
- சமஅழுத்தம் (isobaric): P மாறாது → W = PΔV.
4. தீர்க்கப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு
எ.கா. தரப்பட்ட தரவுகள்: ஒரு வாயுவுக்கு Q = 500 J வெப்பம்; அது W = 200 J வேலை செய்கிறது.
படி 1: ΔU = Q − W.
படி 2: ΔU = 500 − 200.
இறுதி முடிவு: ΔU = +300 J (அக ஆற்றல் கூடியதால் வெப்பநிலை உயரும்).
தேர்வாளர் குறிப்பு
- குறி மரபைச் சரியாகப் பயன்படுத்து: சுருக்கம் → W எதிர்.
- Isothermal → ΔU = 0; adiabatic → Q = 0 என்பதை குழப்பாதே.
- இலட்சிய வாயுவில் ΔU நேரடியாக ΔT-ஐச் சார்ந்தது.
5. தேர்வுப் பாணி வினா
வினா
ஒரு வாயு வெப்பத்தடை முறையில் (adiabatic) விரைவாக விரிவடைந்தால் வெப்பநிலைக்கு என்ன நடக்கும்?
விடையைக் காண்க
Q = 0, விரிவடைவதால் W நேர் → ΔU = −W எதிர் → அக ஆற்றல் குறையும் → வெப்பநிலை இறங்கும். (மேக உருவாக்கம், deodorant குளிர்தல் இதே கொள்கை.)
🎯 MCQ பயிற்சி — 21 கேள்விகள்
விடையைத் தெரிவுசெய்யவும் — பின்னர் ஒவ்வொரு விருப்பத்துக்கும் ஏன் சரி / தவறு எனும் விளக்கமும் ஆழமான விளக்கமும் (deep explanation) தோன்றும்.
Q1 / 21
★★★★★
அக ஆற்றல் (internal energy) என்பது?
(1) வெளி இயக்கச் சக்தி / external KE
இல்லை.
(2) துகள்களின் மொத்த இயக்க + நிலையாற்றல் / total KE + PE of the particles
சரி.
(3) வெப்பநிலை / temperature
அது சார்பு அளவு.
(4) அழுத்தம் × கனவளவு / pressure × volume
அது வேலை.
(5) மொத்த திணிவு / total mass
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): அக ஆற்றல் U = துகள்களின் மொத்த இயக்கச் சக்தி + நிலையாற்றல். இலட்சிய வாயுவில் (ஈர்ப்பு இல்லை) U வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்தது.
Q2 / 21
★★★★★
வெப்ப இயக்கவியலின் முதலாம் விதி?
(1) ΔU = Q + W
குறி மரபு கவனம்.
(2) ΔU = Q − W
சரி — ΔU = Q − W (W = தொகுதி செய்த வேலை).
(3) Q = ΔU × W
தவறு.
(4) ΔU = W − Q
தலைகீழ்.
(5) Q = W
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): ΔU = Q − W; Q = தொகுதிக்குச் சேர்க்கப்பட்ட வெப்பம், W = தொகுதி வெளியில் செய்த வேலை. (சக்தி அழிவின்மை.)
Q3 / 21
★★★★★
500 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டு, தொகுதி 200 J வேலை செய்தால் ΔU?
(1) +700 J
கூட்டக் கூடாது.
(2) +300 J
சரி — 500 − 200 = 300.
(3) −300 J
குறி தவறு.
(4) +200 J
தவறு.
(5) 0
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): ΔU = Q − W = 500 − 200 = +300 J → அக ஆற்றல் கூடி வெப்பநிலை உயரும்.
Q4 / 21
★★★★★
சமவெப்பநிலை (isothermal) செயல்முறையில்?
(1) Q = 0
அது adiabatic.
(2) ΔU = 0, எனவே Q = W / ΔU = 0, so Q = W
சரி — T மாறாது → ΔU=0.
(3) W = 0
அது isochoric.
(4) P = 0
இல்லை.
(5) ΔU = Q
அது isochoric.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சமவெப்பநிலை: T மாறாது → இலட்சிய வாயுவில் ΔU = 0 → Q = W (சேர்க்கப்பட்ட வெப்பம் முழுவதும் வேலையாகிறது).
Q5 / 21
★★★★★
வெப்பத்தடை (adiabatic) செயல்முறையில்?
(1) ΔU = 0
அது isothermal.
(2) Q = 0, எனவே ΔU = −W / Q = 0, so ΔU = −W
சரி — வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லை.
(3) W = 0
அது isochoric.
(4) T மாறாது / T constant
அது isothermal.
(5) P மாறாது / P constant
அது isobaric.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வெப்பத்தடை: Q = 0 (வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லை) → ΔU = −W. விரிவடைதலில் W நேர் → ΔU குறையும் → வெப்பநிலை இறங்கும்.
Q6 / 21
★★★★☆
சமகனவளவு (isochoric / constant volume) செயல்முறையில்?
(1) Q = 0
அது adiabatic.
(2) W = 0, எனவே ΔU = Q / W = 0, so ΔU = Q
சரி — V மாறாது → W=0.
(3) ΔU = 0
அது isothermal.
(4) T மாறாது
இல்லை.
(5) P மாறாது
அது isobaric.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சமகனவளவு: V மாறாது → W = PΔV = 0 → ΔU = Q (சேர்க்கப்பட்ட வெப்பம் முழுவதும் அக ஆற்றலாகும்).
Q7 / 21
★★★★☆
சமஅழுத்தம் (isobaric) செயல்முறையில் தொகுதி செய்யும் வேலை?
(1) W = VΔP
தவறு.
(2) W = PΔV
சரி — W = PΔV.
(3) W = PV
தவறு.
(4) W = ΔU
இல்லை.
(5) W = 0
அது isochoric.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): மாறா அழுத்தத்தில் வேலை W = PΔV (வாயு விரிவடைய நேர், சுருங்க எதிர்).
Q8 / 21
★★★★★
பம்ப் காற்றை அழுத்தும்போது (வேகமாக, வெப்பத்தடை) ஏன் சூடாகிறது?
(1) உராய்வு மட்டும் / friction only
முதன்மை அல்ல.
(2) சுருக்கத்தில் W எதிர் → ΔU = −W நேர் → வெப்பநிலை↑ / compression W negative → ΔU = −W positive → temperature↑
சரி.
(3) வெப்பம் சேர்க்கப்படுகிறது / heat is added
இல்லை — Q≈0.
(4) காற்று குளிர்கிறது / air cools
இல்லை.
(5) அழுத்தம் குறைகிறது / pressure falls
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வேகச் சுருக்கம் ≈ வெப்பத்தடை (Q≈0). வாயு மீது வேலை செய்யப்படுகிறது (W எதிர்) → ΔU = −W நேர் → அக ஆற்றல்↑ → வெப்பநிலை↑.
Q9 / 21
★★★★☆
இலட்சிய வாயுவின் அக ஆற்றல் எதைச் சார்ந்தது?
(1) அழுத்தம் / pressure
இல்லை.
(2) வெப்பநிலை / temperature
சரி — U ∝ T.
(3) கனவளவு / volume
இல்லை.
(4) மூலக்கூறு அளவு / molecule size
இல்லை.
(5) நிறம் / colour
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): இலட்சிய வாயுவில் இடை-மூலக்கூறு ஈர்ப்பு இல்லை (PE=0) → U = மொத்த KE மட்டும் → U வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்தது.
Q10 / 21
★★★★☆
வாயு வெப்பத்தடை முறையில் விரிவடைந்தால் வெப்பநிலை?
(1) உயரும் / rises
இல்லை.
(2) இறங்கும் / falls
சரி — ΔU=−W, W நேர் → ΔU எதிர்.
(3) மாறாது / unchanged
இல்லை.
(4) பூஜ்ஜியம் / zero
இல்லை.
(5) இரட்டிப்பு / doubles
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வெப்பத்தடை விரிவாக்கம்: Q=0, W நேர் (விரிவு) → ΔU = −W எதிர் → அக ஆற்றல்↓ → வெப்பநிலை இறங்கும் (மேக உருவாக்கம், deodorant குளிர்தல்).
Q11 / 21
★★★★☆
குறி மரபு: வாயு சுருக்கப்பட்டால் தொகுதி செய்த வேலை W?
(1) நேர் / positive
அது விரிவு.
(2) எதிர் / negative
சரி — சுருக்கம் → W எதிர்.
(3) பூஜ்ஜியம் / zero
இல்லை.
(4) முடிவிலி / infinite
இல்லை.
(5) தீர்மானிக்க முடியாது / undetermined
முடியும்.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): விரிவடைதல் → தொகுதி வேலை செய்கிறது (W நேர்); சுருக்கம் → தொகுதி மீது வேலை செய்யப்படுகிறது (W எதிர்) → ΔU கூடும்.
Q12 / 21
★★★★☆
2 mol வாயு மாறா அழுத்தம் 1×10⁵ Pa-இல் 0.02 m³ விரிவடைகிறது. செய்த வேலை?
(1) 2000 J
சரி — W=PΔV=10⁵×0.02=2000.
(2) 5000 J
தவறு.
(3) 200 J
தவறு.
(4) 2×10⁵ J
தவறு.
(5) 0
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): W = PΔV = 1×10⁵ × 0.02 = 2000 J (வாயு வெளியில் செய்த வேலை).
Q13 / 21
★★★★☆
முதலாம் விதி எந்தக் கோட்பாட்டின் வடிவம்?
(1) உந்தம் / momentum
இல்லை.
(2) ஆற்றல் / energy
சரி.
(3) மின்னேற்றம் / charge
இல்லை.
(4) திணிவு / mass
இல்லை.
(5) திருப்புத்திறன் / torque
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): முதலாம் விதி ΔU = Q − W என்பது சக்தி அழிவின்மையின் வடிவம் (வெப்பம், வேலை, அக ஆற்றலுக்கிடையே).
Q14 / 21
★★★★☆
ஒரு வாயுவுக்கு 300 J வெப்பம், மாறா கனவளவில். ΔU?
(1) 0
இல்லை.
(2) 300 J
சரி — V மாறா → W=0 → ΔU=Q=300.
(3) −300 J
குறி தவறு.
(4) 150 J
தவறு.
(5) 600 J
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சமகனவளவு: W = 0 → ΔU = Q = 300 J (வெப்பம் முழுவதும் அக ஆற்றலாகி வெப்பநிலையை உயர்த்துகிறது).
Q15 / 21
★★★☆☆
P–V வரைபடத்தின் கீழ் பரப்பளவு குறிப்பது?
(1) அக ஆற்றல் / internal energy
இல்லை.
(2) வாயு செய்த வேலை / work done by the gas
சரி — பரப்பு = ∫P dV = வேலை.
(3) வெப்பம் / heat
இல்லை.
(4) வெப்பநிலை / temperature
இல்லை.
(5) அழுத்தம் / pressure
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): P–V வரைபட பரப்பளவு = ∫P dV = வாயு செய்த வேலை. சமஅழுத்தத்தில் இது PΔV (செவ்வகம்).
Q16 / 21
★★★☆☆
வெப்பத்தடை (adiabatic) நிபந்தனை நடைமுறையில் ஏற்படுவது?
(1) மிக மெதுவாக, நல்ல வெப்பத் தொடர்பில் / very slowly, in good thermal contact
அது isothermal-ஐ நெருங்கும்.
(2) மிக விரைவாக அல்லது நன்கு காப்பிடப்பட்டு / very quickly or well-insulated
சரி — வெப்பப் பரிமாற்ற நேரம் இல்லை.
(3) மாறா வெப்பநிலையில் / at constant temperature
அது isothermal.
(4) மாறா அழுத்தத்தில் / at constant pressure
அது isobaric.
(5) வெற்றிடத்தில் / in a vacuum
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): வெப்பத்தடை Q≈0: வேகமாக நடந்தால் வெப்பம் பரிமாற நேரம் இல்லை, அல்லது நன்கு காப்பிட்டால் வெப்பம் வெளியேறாது.
Q17 / 21
★★★☆☆
மேக உருவாக்கம் (காற்று மேலெழுந்து விரிவடைதல்) எந்த செயல்முறை?
(1) சமவெப்பநிலை / isothermal
இல்லை.
(2) வெப்பத்தடை விரிவாக்கம் (குளிர்தல்) / adiabatic expansion (cooling)
சரி.
(3) சமகனவளவு / isochoric
இல்லை.
(4) சமஅழுத்தம் / isobaric
இல்லை.
(5) எதுவும் இல்லை / none
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): மேலெழும் காற்று தாழ் அழுத்தத்தில் வெப்பத்தடை முறையில் விரிவடைந்து குளிர்கிறது → நீராவி ஒடுங்கி மேகம். (deodorant/CO₂ வெளியேற்றமும் இவ்வாறே குளிர்கிறது.)
Q18 / 21
★★★☆☆
ΔU நேர் என்பதன் பொருள் (இலட்சிய வாயு)?
(1) வெப்பநிலை இறங்கியது / temperature fell
எதிர் ΔU.
(2) வெப்பநிலை உயர்ந்தது / temperature rose
சரி — U ∝ T.
(3) கனவளவு கூடியது / volume increased
நேரடி அல்ல.
(4) அழுத்தம் குறைந்தது / pressure fell
நேரடி அல்ல.
(5) எதுவும் இல்லை / nothing
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): இலட்சிய வாயுவில் U ∝ T; ΔU நேர் → அக ஆற்றல் கூடியது → வெப்பநிலை உயர்ந்தது.
Q19 / 21
★★★☆☆
சமவெப்பநிலை விரிவாக்கத்தில் சேர்க்கப்படும் வெப்பம் என்னவாகிறது?
(1) அக ஆற்றலைக் கூட்டுகிறது / raises internal energy
இல்லை — ΔU=0.
(2) முழுவதும் வேலையாகிறது (Q=W) / becomes work entirely (Q=W)
சரி.
(3) வெளியேறுகிறது / escapes
இல்லை.
(4) அழிகிறது / is destroyed
இல்லை.
(5) பாதி வேலை / half becomes work
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): சமவெப்பநிலை: ΔU=0 → Q − W = 0 → Q = W. சேர்க்கப்பட்ட வெப்பம் முழுவதும் தொகுதி செய்யும் வேலையாகிறது.
Q20 / 21
★★★☆☆
ஒரு வாயுவுக்கு 400 J வெப்பம், அதன் மீது 150 J வேலை செய்யப்படுகிறது. ΔU?
(1) +250 J
வேலை மீது செய்யப்பட்டது → W எதிர்.
(2) +550 J
சரி — W=−150; ΔU=Q−W=400−(−150)=550.
(3) −250 J
குறி தவறு.
(4) +150 J
தவறு.
(5) +400 J
தவறு.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): மீது வேலை செய்யப்பட்டால் தொகுதி செய்த வேலை W = −150 J. ΔU = Q − W = 400 − (−150) = +550 J.
Q21 / 21
★★★☆☆
நான்கு செயல்முறைகளில் தொகுதி வேலை செய்யாதது?
(1) isothermal
வேலை செய்யும்.
(2) adiabatic
வேலை செய்யும்.
(3) isochoric (மாறா V) / isochoric (constant V)
சரி — ΔV=0 → W=0.
(4) isobaric
வேலை செய்யும்.
(5) அனைத்தும் / all
இல்லை.
ஆழமான விளக்கம் (Deep): W = PΔV; சமகனவளவில் ΔV = 0 → W = 0. சேர்க்கப்பட்ட வெப்பம் முழுவதும் ΔU ஆகும்.
📝 கட்டமைக்கப்பட்ட வினாக்கள் — 3
கட்டமைப்பு வினா 1
8 புள்ளி
ஒரு வாயுவுக்கு 800 J வெப்பம் சேர்க்கப்படுகிறது; அது மாறா அழுத்தம் 2×10⁵ Pa-இல் 0.0015 m³ விரிவடைகிறது.
(a) வாயு செய்த வேலையைக் கணக்கிடுக.
விடை
W = PΔV = 2×10⁵ × 0.0015 = 300 J
(b) அக ஆற்றல் மாற்றத்தைக் கணக்கிடுக.
விடை
ΔU = Q − W = 800 − 300 = +500 J
(c) வெப்பநிலை உயர்ந்ததா இறங்கியதா? காரணம்.
விடை
ΔU நேர் (+500 J) → இலட்சிய வாயுவில் U ∝ T → வெப்பநிலை உயர்ந்தது.
கட்டமைப்பு வினா 2
6 புள்ளி
நான்கு செயல்முறைகள்.
(a) isothermal, adiabatic, isochoric, isobaric ஒவ்வொன்றுக்கும் முதலாம் விதி எவ்வாறு எளிமையாகிறது எனக் கூறுக.
விடை
isothermal: ΔU=0 → Q=W. adiabatic: Q=0 → ΔU=−W. isochoric: W=0 → ΔU=Q. isobaric: W=PΔV (ΔU=Q−PΔV).
(b) வேகமாகக் காற்றைச் சுருக்கும் பம்ப் சூடாவதை முதலாம் விதியால் விளக்குக.
விடை
வேகச் சுருக்கம் ≈ வெப்பத்தடை (Q≈0). வாயு மீது வேலை → W எதிர் → ΔU = −W நேர் → அக ஆற்றல்↑ → வெப்பநிலை↑.
கட்டமைப்பு வினா 3
5 புள்ளி
அக ஆற்றல் & முதலாம் விதி.
(a) அக ஆற்றலை வரையறுத்து, இலட்சிய வாயுவில் அது எதைச் சார்ந்தது எனக் கூறுக.
விடை
அக ஆற்றல் = தொகுதியின் துகள்களின் மொத்த இயக்க + நிலையாற்றல். இலட்சிய வாயுவில் இடை-மூலக்கூறு ஈர்ப்பு இல்லை → U வெப்பநிலையை மட்டுமே சார்ந்தது.
(b) முதலாம் விதியில் Q & W-இன் குறி மரபைக் கூறுக.
விடை
Q நேர் = தொகுதிக்கு வெப்பம் சேர்க்கப்படுதல்; W நேர் = தொகுதி வெளியில் வேலை செய்தல் (விரிவு). சுருக்கம் → W எதிர்; வெப்பம் வெளியேற → Q எதிர்.
✍️ கட்டுரை வினாக்கள் — 4
கட்டுரை வினா 1
10 புள்ளி
(a) அக ஆற்றலை வரையறுத்து, வெப்ப இயக்கவியலின் முதலாம் விதி ΔU = Q − W-ஐ விளக்குக (குறி மரபுடன்). (b) ஒரு வாயுவுக்கு 600 J வெப்பம்; அது 250 J வேலை செய்கிறது. ΔU & வெப்பநிலை மாற்றத் திசையைக் கூறுக. (c) பின் அதே வாயு மீது 100 J வேலை செய்து, வெப்பம் சேர்க்கப்படவில்லை எனில் ΔU?
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) அக ஆற்றல் U = துகள்களின் மொத்த KE + PE. முதலாம் விதி: ΔU = Q − W (சக்தி அழிவின்மை). Q நேர் = வெப்பம் சேர்ப்பு; W நேர் = தொகுதி வெளியில் வேலை (விரிவு).
(b)
(c) மீது 100 J வேலை → W = −100; Q = 0.
(b)
ΔU = Q − W = 600 − 250 = +350 J
ΔU நேர் → U ∝ T → வெப்பநிலை உயர்ந்தது.(c) மீது 100 J வேலை → W = −100; Q = 0.
ΔU = Q − W = 0 − (−100) = +100 J
(வெப்பநிலை மேலும் உயரும்.)
கட்டுரை வினா 2
10 புள்ளி
(a) சமவெப்பநிலை (isothermal) & வெப்பத்தடை (adiabatic) செயல்முறைகளை வேறுபடுத்துக. (b) ஒவ்வொன்றிலும் முதலாம் விதி எவ்வாறு எளிமையாகிறது எனக் காட்டுக. (c) ஒரு வாயு வெப்பத்தடை முறையில் விரிவடைந்து 500 J வேலை செய்தால் ΔU & வெப்பநிலை மாற்றம்.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) சமவெப்பநிலை: T மாறாது (மெதுவாக, நல்ல வெப்பத் தொடர்பில்); ΔU=0. வெப்பத்தடை: வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லை Q=0 (விரைவாக/காப்பிட்டு); T மாறும்.
(b) isothermal: ΔU=0 → Q=W. adiabatic: Q=0 → ΔU=−W.
(c) வெப்பத்தடை: Q=0, W=+500 (விரிவு).
(b) isothermal: ΔU=0 → Q=W. adiabatic: Q=0 → ΔU=−W.
(c) வெப்பத்தடை: Q=0, W=+500 (விரிவு).
ΔU = −W = −500 J
ΔU எதிர் → அக ஆற்றல்↓ → வெப்பநிலை இறங்கியது.
கட்டுரை வினா 3
10 புள்ளி
(a) நான்கு வெப்ப இயக்க செயல்முறைகளையும் (isothermal, adiabatic, isochoric, isobaric) நிபந்தனை + எளிமைப்படுத்திய முதலாம் விதியுடன் தருக. (b) ஒவ்வொன்றுக்கும் ஓர் அன்றாட/பொறியியல் உதாரணம் தருக.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a)
(b) isothermal: மெதுவாக சூடான தொட்டியில் வாயு விரிவு. adiabatic: பம்ப் வேகச் சுருக்கம்/மேக உருவாக்கம்/டீசல் இயந்திர சுருக்கம். isochoric: மூடிய கொள்கலனில் வாயு சூடாக்கல் (அழுத்தச் சமையல்/pressure cooker). isobaric: திறந்த பாத்திரத்தில் வாயு சூடாகி மாறா வளிமண்டல அழுத்தத்தில் விரிவு.
isothermal: T மாறா → ΔU=0 → Q=W.
adiabatic: Q=0 → ΔU=−W.
isochoric: V மாறா → W=0 → ΔU=Q.
isobaric: P மாறா → W=PΔV.
(b) isothermal: மெதுவாக சூடான தொட்டியில் வாயு விரிவு. adiabatic: பம்ப் வேகச் சுருக்கம்/மேக உருவாக்கம்/டீசல் இயந்திர சுருக்கம். isochoric: மூடிய கொள்கலனில் வாயு சூடாக்கல் (அழுத்தச் சமையல்/pressure cooker). isobaric: திறந்த பாத்திரத்தில் வாயு சூடாகி மாறா வளிமண்டல அழுத்தத்தில் விரிவு.
கட்டுரை வினா 4
10 புள்ளி
(a) P–V வரைபடத்தின் கீழ் பரப்பளவு வாயு செய்த வேலையைக் குறிக்கிறது என்பதை விளக்குக. (b) ஒரு வாயு மாறா அழுத்தம் 1.5×10⁵ Pa-இல் கனவளவு 0.01 m³ → 0.04 m³ விரிவடைகிறது. செய்த வேலை. (c) இவ்விரிவில் 6000 J வெப்பம் சேர்க்கப்பட்டால் அக ஆற்றல் மாற்றம், வெப்பநிலை திசை.
மாதிரி விடையைக் காண்க
(a) சிறு கனவளவு மாற்றத்தில் வேலை dW = P dV; மொத்தம் ∫P dV = P–V வரைபடத்தின் கீழ் பரப்பளவு = வாயு செய்த வேலை. மாறா P-இல் இது செவ்வகம் = PΔV.
(b)
(c)
(b)
ΔV = 0.04 − 0.01 = 0.03 m³
W = PΔV = 1.5×10⁵ × 0.03 = 4500 J
(c)
ΔU = Q − W = 6000 − 4500 = +1500 J
ΔU நேர் → வெப்பநிலை உயர்ந்தது.