Hoofdstuk 3 "De Eerste Hoofdwet voor gesloten systemen"

Question 1

Wanneer spreken we over een gesloten systeem?

Answer 1

Een thermodynamisch systeem waarbij massatransport tussen systeem en omgeving NIET plaats vindt, zoals: gas in afgesloten cilinder, waterdamp in dichte ketel, gas in een ballon (zie blz. 24)

Question 2

Wanneer spreken we over een open systeem?

Answer 2

Een thermodynamisch systeem waarbij massatransport tussen systeem en omgeving WEL plaats vindt, zoals: gas dat uit een cilinder stroomt, waterdamp in open ketel waauit de damp kan ontsnappen, brandstof en lucht in een straalmotor. (zie blz. 24)

Question 3

Als we de Eerste Hoofdwet definiëren, welke “ingrediënten” hebben we nodig?

Answer 3

Warmte Q, arbeid W en verandering van inwendige energie DU, voor een gesloten systeem. (zie blz. 28)

Question 4

Onder welke andere naam is de Eerste Hoofdwet bekend?

Answer 4

De wet van behoud van energie. (zie blz. 28)

Question 5

Welke tekenafspraak hanteren we voor toegevoerde warmte?

Answer 5

Positief (zie blz. 28)

Question 6

Welke tekenafspraak hanteren we voor afgevoerde warmte?

Answer 6

Negatief (zie blz. 28)

Question 7

Welke tekenafspraak hanteren we voor geleverde arbeid?

Answer 7

Positief (zie blz. 28)

Question 8

Welke tekenafspraak hanteren we voor toegevoerde arbeid?

Answer 8

Negatief (zie blz. 28)

Question 9

Schrijf de Eerste Hoofdwet op vier verschillende manieren.

Answer 9

Q = W + DU (J). q = w + Du (J/kg). Q* = W* + DU* (J/s). q* = w* + Du* (J/kg s). (zie blz. 29)

Question 10

Hoe definiëren we, in het algemeen, de volume-arbeid?

Answer 10

Int [p(V)dV] (zie blz. 30)

Question 11

Hoe wordt de volume-arbeid in een (p, V)-diagram gerepresenteerd?

Answer 11

Als de oppervlakte onder de curve. (zie Fig. 3.11, blz. 31)

Question 12

Wat is de inwendige energie? Uit welke onderdelen bestaat die voor een ideaal gas?

Answer 12

De inwendige energie is de energie die de moleculen van die stof bezitten. De inwendige energie bestaat uit kinetische energie (translatie, rotatie, vibratie) en potentiële energie (voor een ideale gas nul!) (zie blz. 32)

Question 13

Van welke enige toestandsgrootheid is de inwendige energie afhankelijk, voor een ideale gas?

Answer 13

Alleen afhankelijk van de temperatuur T (zie blz. 33)

Question 14

Hoe berekenen we de variatie van de inwendige energie in een algemeen proces?

Answer 14

DU = m cv DT (zie vgl. 3.3, blz. 33)

Question 15

Geef twee relaties aan tussen cp, cv, Rs en k.

Answer 15

Rs = cp - cv, k = cp/cv ( zie vgl. 2.2 en 3.4)

Question 16

Wat voor type bewegingen hebben de moleculen van een ideaal gas?

Answer 16

Translatie, rotatie, vibratie (zie 3.2.2, blz. 32)

Question 17

Bedenk een proces waarin het volume constant blijft. Bereken de inwendige energie.

Answer 17

DU = m cv DT (zie vgl. 3.3, blz. 33)

Question 18

Bedenk een proces waarin de druk constant blijft. Bereken de inwendige energie.

Answer 18

DU = m cv DT (zie vgl. 3.3, blz. 33)