Skip to main content

First Law of Thermodynamics - Practice Questions (39)

Question 1: 1. ตามที่แสดงในรูป A โช้คอัพไนโตรเจนสำหรับรถยนต์นี้ประกอบด้วยกระบอกสูบ, ก้านลูกสูบ, สปริง, และตัวยึด...

1. ตามที่แสดงในรูป A โช้คอัพไนโตรเจนสำหรับรถยนต์นี้ประกอบด้วยกระบอกสูบ, ก้านลูกสูบ, สปริง, และตัวยึดบน/ล่าง แผนภาพที่ง่ายขึ้นแสดงในรูป B กระบอกสูบบรรจุมวลคงที่ของก๊าซไนโตรเจน (สามารถปฏิบัติได้เหมือนก๊าซอุดมคติ) ซึ่งแสดงการนำความร้อนและความแน่นหนาของอากาศที่ยอดเยี่ยม โดยมีอุณหภูมิแวดล้อมคงที่หากละเลยแรงเสียดทานทั้งหมด ในระหว่างการบีบอัดอย่างค่อยเป็นค่อยไปของก๊าซไนโตรเจนที่ปิดอยู่ภายในกระบอกสูบ ก๊าซไนโตรเจนที่ปิดอยู่ภายใน ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-001.jpg) A ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-002.jpg) B

  • A. A. การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ
  • B. B. พลังงานภายในเพิ่มขึ้น
  • C. C. ดำเนินการเชิงบวกต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก
  • D. D. ปล่อยความร้อนออกสู่ภายนอก

Answer: D

Solution: ข. กระบอกสูบแสดงการนำความร้อนได้ดี ดังนั้น ในระหว่างการบีบอัดไนโตรเจนที่ปิดอยู่ภายในกระบอกสูบอย่างค่อยเป็นค่อยไป อุณหภูมิของมันจะคงที่และพลังงานภายในของมันจะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น ข. ไม่ถูกต้อง ก. พลังงานภายในของแก๊สอุดมคติมวลที่กำหนดถูกกำหนดโดยอุณหภูมิของมัน เนื่องจากพลังงานภายในของแก๊สคงที่ อุณหภูมิของมันก็จะคงที่เช่นกัน ดังนั้น ก. ไม่ถูกต้อง C. ในระหว่างการบีบอัดช้าของไนโตรเจนที่ปิดอยู่ ปริมาตรของมันจะลดลง และมีการทำงานภายนอกเกิดขึ้นกับไนโตรเจนที่ปิดอยู่ ดังนั้น ข้อ C จึงไม่ถูกต้อง D. จากข้อมูลข้างต้น พลังงานภายในของไนโตรเจนที่ปิดอยู่จะคงเดิม และมีการทำงานภายนอกเกิดขึ้นกับแก๊ส ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $$ \Delta U = W + Q $$ ระบุว่าไนโตรเจนที่ปิดอยู่จะปล่อยความร้อนไปยังสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ข้อ D จึงถูกต้อง

Question 2: 2. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

2. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. เมื่อระยะห่างระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น แรงดึงดูดจะลดลงในขณะที่แรงผลักจะเพิ่มขึ้น
  • B. B. ยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้น
  • C. C. การเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของของเหลวเรียกว่า การเคลื่อนที่แบบบราวเนียน
  • D. D. ระบบดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมภายนอก ทำให้พลังงานภายในเพิ่มขึ้น

Answer: B

Solution: เมื่อระยะห่างระหว่างโมเลกุลเพิ่มขึ้น ทั้งแรงดึงดูดและแรงผลักจะลดลงพร้อมกัน ดังนั้น ข้อ A จึงไม่ถูกต้อง อุณหภูมิหมายถึงพลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล ยิ่งอุณหภูมิสูง พลังงานจลน์เฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลก็จะยิ่งมากขึ้น ดังนั้น ข้อ B จึงถูกต้อง การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนหมายถึงการเคลื่อนที่ของอนุภาคของแข็งที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว ไม่ใช่การเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของของเหลว ดังนั้น ข้อ C จึงไม่ถูกต้องตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ระบบหนึ่งอาจทำงานกับสิ่งแวดล้อมในขณะที่ดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมนั้นได้ ดังนั้น พลังงานภายในของระบบไม่จำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเสมอไป ดังนั้น ข้อ D จึงไม่ถูกต้อง คำตอบที่ถูกต้องคือข้อ B

Question 3: 3. ตามที่แสดงไว้ ขวดบรรจุน้ำปริมาณเล็กน้อยโดยเปิดปากขวดไว้แน่นสนิท มีไอน้ำอยู่ในอากาศเหนือผิวน้ำ เมื...

3. ตามที่แสดงไว้ ขวดบรรจุน้ำปริมาณเล็กน้อยโดยเปิดปากขวดไว้แน่นสนิท มีไอน้ำอยู่ในอากาศเหนือผิวน้ำ เมื่อสูบลมเข้าไปในขวดโดยใช้ปั๊ม จะเกิด "หมอกขาว" ปรากฏขึ้นภายในขวดทันทีที่ดึงจุกก๊อกออก ปรากฏการณ์นี้สามารถอธิบายได้ด้วยสามข้อความต่อไปนี้:ก. ไอน้ำควบแน่นเป็นหยดน้ำขนาดเล็ก; ข. ก๊าซภายในขวดออกแรงต่อจุกขวด ทำให้พลังงานภายในลดลง; ค. อุณหภูมิลดลง ลำดับที่ถูกต้องของข้อความเหล่านี้คือ ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-003.jpg)

  • A. A. เอ, บี, ซี
  • B. B. บี, ซี, เอ
  • C. C. ซี, เอ, บี
  • D. D. บี, เอ, ซี

Answer: B

Solution: ตามคำถาม ลำดับเหตุการณ์ที่เป็นเหตุเป็นผลมีดังนี้: อากาศออกแรงต่อจุก — พลังงานภายในของอากาศลดลง — อุณหภูมิของอากาศภายในขวดลดลง — ไอน้ำภายในขวดควบแน่นเป็นหยดน้ำเล็กๆ ก่อให้เกิด "หมอกขาว" เหตุผลที่จุกกระเด็นออกคือเมื่อสูบลมเข้าไปในขวด ความดันของแก๊สเพิ่มขึ้น ดังนั้น ลำดับเหตุการณ์คือ B, C, A ตัวเลือก B ถูกต้อง

Question 4: 4. จังหวะกำลังในเครื่องยนต์ร้อนของรถจักรยานยนต์คือ ( )

4. จังหวะกำลังในเครื่องยนต์ร้อนของรถจักรยานยนต์คือ ( )

  • A. A. จังหวะดูด
  • B. B. จังหวะอัด
  • C. C. จังหวะกำลัง
  • D. D. จังหวะไอเสีย

Answer: C

Solution: การวิเคราะห์คำถาม: จังหวะกำลังในเครื่องยนต์ความร้อนของรถจักรยานยนต์คือจังหวะที่ส่งกำลังขับเคลื่อนระหว่างการทำงาน ดังนั้นคำตอบที่ถูกต้องคือข้อ C. จุดสอบ: เครื่องยนต์ความร้อน [ข้อมูลเชิงลึกจากผู้เชี่ยวชาญ] ในจังหวะกำลังของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสี่จังหวะ การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงจะสร้างก๊าซเผาไหม้ที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูงในปริมาณมาก ก๊าซเหล่านี้จะขับลูกสูบให้ทำงาน แปลงพลังงานภายในเป็นพลังงานกล

Question 5: 5. เกี่ยวกับคริสตัลและสารที่ไม่มีรูปร่างแน่นอน ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

5. เกี่ยวกับคริสตัลและสารที่ไม่มีรูปร่างแน่นอน ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

  • A. A. คริสตัลต้องมีสมบัติทางกายภาพที่ไม่สมมาตรในทิศทางต่าง ๆ
  • B. B. ของแข็งใดก็ตามที่ไม่มีจุดหลอมเหลวที่แน่นอนจะต้องเป็นของไม่มีรูปร่างแน่นอน
  • C. C. สารที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีเดียวกันสามารถมีอยู่ได้เพียงโครงสร้างผลึกเดียวเท่านั้น
  • D. D. ในระหว่างกระบวนการหลอมละลาย คริสตัลดูดซับความร้อน แต่ความร้อนของมันไม่เปลี่ยนแปลง และพลังงานภายในของมันคงที่

Answer: B

Solution: A. ผลึกถูกจัดประเภทเป็นผลึกเดี่ยวหรือผลึกรวม ผลึกเดี่ยวแสดงลักษณะการไม่สมมาตรในสมบัติทางกายภาพ ในขณะที่ผลึกรวมแสดงลักษณะสมมาตร ดังนั้น ข้อ A จึงไม่ถูกต้อง B. ผลึกมีจุดหลอมเหลวที่แน่นอน ในขณะที่สารที่ไม่ใช่ผลึกไม่มีจุดหลอมเหลวที่แน่นอน ดังนั้น ของแข็งใดก็ตามที่ไม่มีจุดหลอมเหลวที่แน่นอนจะต้องเป็นสารที่ไม่ใช่ผลึก ดังนั้น ข้อ B จึงถูกต้อง C. สารที่มีองค์ประกอบทางเคมีเหมือนกันอาจอยู่ในโครงสร้างผลึกหลายรูปแบบที่อุณหภูมิต่างกัน ดังนั้นข้อ C จึงไม่ถูกต้อง D. ในระหว่างการหลอมเหลว ผลึกจะดูดซับความร้อนในขณะที่รักษาอุณหภูมิให้คงที่ กล่าวคือ พลังงานจํานวนเฉลี่ยของอนุภาคจะคงที่ เมื่อดูดซับความร้อน พลังงานภายในจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นข้อ D จึงไม่ถูกต้อง

Question 6: 6. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง ( )

6. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง ( )

  • A. A. ความดันของแก๊สเกิดขึ้นจากการชนอย่างต่อเนื่องและบ่อยครั้งของจำนวนโมเลกุลแก๊สที่มากกับผนังภาชนะ
  • B. B. หากระยะห่างระหว่างโมเลกุลลดลง แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลจะลดลง และแรงผลักระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น
  • C. C. หากก๊าซดูดซับความร้อน พลังงานภายในของมันจะต้องเพิ่มขึ้น
  • D. D. การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนคือการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุล

Answer: A

Solution: ก. ตามการตีความด้วยกล้องจุลทรรศน์ของแรงดันแก๊ส จะเห็นได้ว่าแรงดันแก๊สเกิดจากการชนกันอย่างต่อเนื่องและบ่อยครั้งของโมเลกุลแก๊สจำนวนมากกับผนังภาชนะ ดังนั้น ข้อ ก. จึงถูกต้อง ข. การลดระยะห่างระหว่างโมเลกุลจะเพิ่มทั้งแรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างโมเลกุล ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ การดูดซับความร้อนโดยแก๊สไม่จำเป็นต้องเพิ่มพลังงานภายในของแก๊ส ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเป็นการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคที่แขวนลอยอยู่ ซึ่งสะท้อนถึงการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลโดยอ้อม ดังนั้น ง. จึงไม่ถูกต้อง คำตอบที่ถูกต้องคือ ก.

Question 7: 7. เกี่ยวกับของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

7. เกี่ยวกับของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

  • A. A. คริสตัลต้องมีรูปทรงเรขาคณิตที่สม่ำเสมอ; โลหะที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอต้องเป็นอสัณฐาน
  • B. B. วางเข็มเบา ๆ บนผิวน้ำ และมันจะลอยอยู่ที่นั่น; นี่เป็นเพราะการมีอยู่ของแรงตึงผิวบนผิวน้ำ
  • C. C. เรือไม้ลอยอยู่บนผิวน้ำเนื่องจากแรงตึงผิว
  • D. D. เมื่อแรงภายนอกกระทำต่อวัตถุ พลังงานภายในของวัตถุนั้นจะต้องเพิ่มขึ้น

Answer: B

Solution: ก. ผลึกมีรูปทรงเรขาคณิตที่สม่ำเสมอ; โลหะที่มีรูปทรงไม่สม่ำเสมอจัดอยู่ในกลุ่มผลึกหลายรูป (polycrystals) ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง; ข. เมื่อวางเข็มลงบนผิวน้ำอย่างเบามือ เข็มจะลอยอยู่ได้เนื่องจากแรงตึงผิว ดังนั้น ข. จึงถูกต้อง; ค. เมื่อเรือไม้ลอยอยู่บนน้ำ ส่วนหนึ่งของเรือจะจมอยู่ใต้ผิวน้ำเนื่องจากแรงลอยตัวที่กระทำโดยน้ำ ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับแรงตึงผิว ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ [[สูตร_ใน_ข้อความ 0]] เมื่อมีแรงภายนอกกระทำกับวัตถุ พลังงานภายในของวัตถุไม่จำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเสมอไป ดังนั้น ข้อ ง. จึงไม่ถูกต้อง

Question 8: 8. ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับพลังงานภายในที่ถูกต้อง? ( )

8. ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับพลังงานภายในที่ถูกต้อง? ( )

  • A. A. วัตถุต่าง ๆ หากมีอุณหภูมิเท่ากัน ก็จะมีความร้อนภายในเท่ากันด้วย
  • B. B. เมื่อความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์ของโมเลกุลของวัตถุก็จะเพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้พลังงานภายในของวัตถุก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกัน
  • C. C. การทำงานบนวัตถุหรือการถ่ายเทความร้อนไปยังวัตถุอาจเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของวัตถุนั้นได้
  • D. D. เมื่อน้ำแข็งละลายกลายเป็นน้ำโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ พลังงานภายในของน้ำแข็งจะคงเดิม

Answer: C

Solution: A. พลังงานภายในครอบคลุมทั้งพลังงานจลน์ของโมเลกุลและพลังงานศักย์ของโมเลกุล และยังเกี่ยวข้องกับปริมาณสารด้วย; A ถูกต้อง B. พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียวและไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่เชิงมหภาคของวัตถุ; B ผิด C. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ทั้งงานที่ทำและการถ่ายเทความร้อนสามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของวัตถุได้; C ถูกต้อง D. เมื่อน้ำแข็งละลายเป็นน้ำ ปริมาตรจะลดลง พลังงานศักย์ของโมเลกุลเพิ่มขึ้น และพลังงานภายในเพิ่มขึ้น; D ผิด

Question 9: 9. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

9. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. ปริมาตรของแก๊สคือผลรวมของปริมาตรของโมเลกุลทั้งหมดของมัน
  • B. B. ปริมาตรของแก๊สมีความยากลำบากในการบีบอัด ซึ่งเป็นการปรากฎตัวในระดับมหภาคของแรงผลักระหว่างโมเลกุล
  • C. C. พลังงานภายในของวัตถุคือผลรวมของพลังงานจลน์จากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนที่โมเลกุลทั้งหมดซึ่งประกอบเป็นวัตถุนั้นมีอยู่
  • D. D. พลังงานภายในของน้ำมากกว่าพลังงานภายในของน้ำแข็ง

Answer: D

Solution: ก. ช่องว่างระหว่างโมเลกุลในแก๊สมีขนาดใหญ่มาก ดังนั้นปริมาตรของแก๊สจึงมากกว่าปริมาตรรวมของโมเลกุลทั้งหมดของแก๊สนั้นอย่างมาก ดังนั้น ข้อ ก. จึงไม่ถูกต้อง ข. ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของแก๊สมีมาก โดยมีแรงระหว่างโมเลกุลเป็นแรงโน้มถ่วงเป็นส่วนใหญ่ จึงมีค่าเล็กน้อยมาก ความยากลำบากในการบีบอัดแก๊สจึงปรากฏเป็นแรงดัน ดังนั้น ข้อ ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. พลังงานภายในของวัตถุคือผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ของการเคลื่อนที่เชิงความร้อนของโมเลกุลทั้งหมดที่ประกอบกันเป็นวัตถุ ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. เมื่อน้ำแข็งละลาย มันจะดูดซับความร้อน ดังนั้นพลังงานภายในของน้ำที่ $1 \mathrm {~g} 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ จะมากกว่าน้ำแข็งที่ $1 \mathrm {~g} 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ดังนั้น ง. จึงถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ ง.

Question 10: 10. เมื่อมวลคงที่ของแก๊สอุดมคติถูกบีบอัดอย่างช้า ๆ ในขณะที่อุณหภูมิคงที่ ข้อใดต่อไปนี้เป็นความจริง? ...

10. เมื่อมวลคงที่ของแก๊สอุดมคติถูกบีบอัดอย่างช้า ๆ ในขณะที่อุณหภูมิคงที่ ข้อใดต่อไปนี้เป็นความจริง? )

  • A. A. พลังงานภายในของแก๊สคงที่
  • B. B. ความดันของแก๊สยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
  • C. C. พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซลดลง
  • D. D. ก๊าซไม่แลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมภายนอก

Answer: A

Solution: AC. เมื่ออุณหภูมิของแก๊สอุดมคติคงที่ พลังงานภายในของแก๊สจะคงที่ และพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลของแก๊สจะคงที่เช่นกัน ดังนั้น ข้อ A ถูกต้อง และข้อ C ผิด ข. ในระหว่างการอัดตัวแบบคงอุณหภูมิของแก๊สอุดมคติ กฎของบอยล์ระบุว่าความดันจะเพิ่มขึ้น ทำให้ข้อ บ. ไม่ถูกต้อง; ค. ในระหว่างการอัดตัวแก๊ส งานภายนอกจะถูกกระทำต่อแก๊สในขณะที่พลังงานภายในของแก๊สยังคงคงที่ ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ แก๊สจะต้องปลดปล่อยความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อม ดังนั้นข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง

Question 11: 11. เกี่ยวกับปริมาณแก๊สที่กำหนดไว้ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

11. เกี่ยวกับปริมาณแก๊สที่กำหนดไว้ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. ความร้อนที่ถูกดูดซับโดยแก๊สสามารถถูกเปลี่ยนเป็นงานได้ทั้งหมด
  • B. B. เมื่อปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น พลังงานภายในของมันต้องลดลง
  • C. C. เมื่อก๊าซดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมรอบตัว พลังงานภายในของมันต้องเพิ่มขึ้น
  • D. D. เมื่อมีการทำงานภายนอกกับแก๊ส พลังงานภายในของแก๊สจะต้องเพิ่มขึ้น

Answer: A

Solution: ก. หากก๊าซเกิดการขยายตัวแบบคงอุณหภูมิภายใน (isothermal expansion) พลังงานภายในของก๊าซจะคงที่ และความร้อนทั้งหมดที่ดูดซับจะถูกนำไปใช้ทำงานภายนอก ข้อ ก. ถูกต้อง ข. เมื่อก๊าซขยายตัว มันจะทำงานภายนอก หากในขณะเดียวกันก๊าซดูดซับความร้อน และปริมาณความร้อนที่ดูดซับมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับงานที่ทำภายนอก พลังงานภายในของก๊าซจะไม่ลดลง ข้อ ข. ผิด ค. หากก๊าซดูดซับความร้อนในขณะที่ทำงานกับสิ่งแวดล้อมพร้อมกัน พลังงานภายในของก๊าซไม่จำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเสมอไป ข้อ ค. ไม่ถูกต้อง ง. หากสิ่งแวดล้อมทำงานกับก๊าซในขณะที่ก๊าซปล่อยความร้อนให้กับสิ่งแวดล้อม และปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมามากกว่าปริมาณงานที่สิ่งแวดล้อมทำกับก๊าซ พลังงานภายในของก๊าซจะลดลงแทนที่จะเพิ่มขึ้น ข้อ ง. ไม่ถูกต้อง

Question 12: 12. ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับกระบวนการแปลงหรือถ่ายโอนพลังงานที่ถูกต้อง?

12. ข้อใดต่อไปนี้เกี่ยวกับกระบวนการแปลงหรือถ่ายโอนพลังงานที่ถูกต้อง?

  • A. A. เครื่องยนต์สันดาปภายในในยานยนต์ทำงานภายนอกโดยการเผาไหม้เบนซิน ในขณะเดียวกันก็ปล่อยความร้อนออกสู่บรรยากาศ ซึ่งขัดแย้งกับกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์
  • B. B. การเทน้ำเย็นลงในกระติกน้ำร้อนทำให้ทั้งน้ำและกระติกเย็นลง ทั้งนี้เป็นไปไม่ได้ เนื่องจากขัดกับกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์
  • C. C. เครื่องยนต์ความร้อนแบบใหม่ทำงานโดยการเปลี่ยนความร้อนทั้งหมดที่ดูดซับจากแหล่งความร้อนสูงให้เป็นงานโดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบอื่นใด จึงไม่ละเมิดกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์หรือกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์
  • D. D. หน่วยทำความเย็นของตู้เย็น เมื่อทำงาน จะช่วยถ่ายเทความร้อนจากสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำภายในหน่วยไปยังภายในห้องที่มีอุณหภูมิสูงกว่า ซึ่งขัดต่อกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

Answer: B

Solution: ก. พลังงานภายในที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานกลควบคู่ไปกับการถ่ายเทความร้อนไปยังอากาศ กระบวนการนี้ไม่เป็นไปตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์หรือกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ตัวเลือก ก. จึงไม่ถูกต้อง ข. เมื่อเทน้ำเย็นลงในกระติกน้ำร้อน จะไม่มีการทำงานภายนอกและไม่มีการถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้น ดังนั้นพลังงานภายในจึงไม่สามารถลดลงได้ ซึ่งขัดกับกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ตัวเลือก ข. จึงถูกต้อง ค. เครื่องจักรความร้อนแบบใหม่ที่สามารถเปลี่ยนความร้อนทั้งหมดที่ได้รับจากแหล่งความร้อนสูงให้กลายเป็นงานได้ จะก่อให้เกิดผลกระทบอื่นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งขัดกับกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ตัวเลือก ค. จึงไม่ถูกต้อง เมื่อตู้เย็นใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อดึงความร้อนออกจากสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำภายในช่องเก็บของและกระจายความร้อนนั้นไปยังพื้นที่ภายในที่มีอุณหภูมิสูงกว่า ตู้เย็นจะถ่ายโอนพลังงานภายในขณะเดียวกันก็ส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมภายนอก ซึ่งการกระทำนี้ไม่ได้ละเมิดกฎข้อที่หนึ่งหรือข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ดังนั้นตัวเลือก D จึงไม่ถูกต้อง

Question 13: 14. เมื่อใช้หลอดหยด ให้สอดหลอดหยดลงในน้ำและบีบลูกยางที่ปลายด้านหางเพื่อลดปริมาตร หลังจากไล่อากาศออกบ...

14. เมื่อใช้หลอดหยด ให้สอดหลอดหยดลงในน้ำและบีบลูกยางที่ปลายด้านหางเพื่อลดปริมาตร หลังจากไล่อากาศออกบางส่วนแล้ว ปริมาตรจะคงที่ตามที่แสดงในแผนภาพ เมื่อปล่อยลูกยาง ปริมาตรจะเพิ่มขึ้น $V _ { 1 }$ และน้ำปริมาณ $V ^ { 2 }$ จะไหลเข้าสู่หลอดหยด หากละเลยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ข้อใดต่อไปนี้เป็นความถูกต้อง? ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-004.jpg)

  • A. A. $V _ { 1 } > V _ { 2 }$
  • B. B. ก๊าซภายในหลอดหยดจะปล่อยความร้อนออกสู่ภายนอก
  • C. C. โมเลกุลภายในชั้นผิวของน้ำมีการกระจายตัวน้อยกว่าโมเลกุลภายในส่วนกลาง ดังนั้นจึงมีเพียงแรงระหว่างโมเลกุล (intermolecular forces) ที่เกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลภายในชั้นผิวของน้ำเท่านั้น
  • D. D. หากทราบปริมาตรสุดท้ายของก๊าซภายในหลอดหยดและจำนวนโมเลกุลของก๊าซ สามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลก๊าซหนึ่งโมเลกุลได้

Answer: A

Solution: A. ให้ความดันบรรยากาศเป็น $p _ { 0 }$ และความหนาแน่นของน้ำเป็น $\rho$ จากนั้นความดันเริ่มต้นของแก๊สจะเป็น $$ p _ { 1 } = p _ { 0 } + \rho g h _ { 1 } $$ และความดันของแก๊สหลังจากดูดซับน้ำจะเป็น $$ p _ { 2 } = p _ { 0 } + \rho g h _ { 2 } $$ เนื่องจาก $h _ { 1 } > h _ { 2 }$ เป็นจริง ดังนั้น $$ p _ { 1 } > p _ { 2 } $$ ให้ปริมาตรเริ่มต้นของแก๊สเป็น $V _ { 10 }$ และปริมาตรหลังการรับน้ำเป็น $V _ { 20 }$ โดยที่อุณหภูมิของแก๊สไม่เปลี่ยนแปลง ตามกฎของบอยล์: $$ p _ { 1 } V _ { 10 } = p _ { 2 } V _ { 20 } $$ เนื่องจาก $$ p _ { 1 } > p _ { 2 } $$ จากนั้น $$ V _ { 10 } < V _ { 20 } $$ สำหรับบิวเรต $$ V _ { 10 } + V _ { 1 } = V _ { 20 } + V _ { 2 } $$ ดังนั้น $$ V _ { 1 } > V _ { 2 } $$ ดังนั้น A จึงถูกต้อง; B. ปริมาตรของแก๊สภายในบิวเรตเพิ่มขึ้น ทำให้เกิดงานต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก เนื่องจากอุณหภูมิคงที่ พลังงานภายในจึงไม่เปลี่ยนแปลง หมายความว่าแก๊สดูดซับความร้อน ตัวเลือก B ไม่ถูกต้อง; C. มีทั้งแรงดึงดูดและแรงผลักระหว่างโมเลกุล การกระจายตัวของโมเลกุลในชั้นผิวของของเหลวค่อนข้างเบาบาง และแรงระหว่างโมเลกุลสุทธิเป็นแรงดึงดูด ดังนั้น C ไม่ถูกต้อง; D. การทราบปริมาตรแก๊สสุดท้ายและจำนวนโมเลกุลภายในปิเปตทำให้สามารถคำนวณปริมาตรที่โมเลกุลแก๊สหนึ่งโมเลกุลใช้ได้ แต่ไม่สามารถคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลได้ ตัวเลือก D ไม่ถูกต้อง

Question 14: 15. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

15. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

  • A. A. การแพร่สามารถเกิดขึ้นได้เฉพาะในของแข็งและของเหลวเท่านั้น
  • B. B. ความร้อนไม่สามารถไหลจากวัตถุที่เย็นกว่าไปยังวัตถุที่ร้อนกว่าได้
  • C. C. เครื่องจักรเคลื่อนที่ถาวรประเภทที่สองละเมิดกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์
  • D. D. ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่าอนุภาคคาร์บอนขนาดเล็กในหมึกมีการเคลื่อนไหวแบบสุ่มอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสะท้อนถึงลักษณะการเคลื่อนไหวที่ไร้ระเบียบของโมเลกุลของเหลว

Answer: D

Solution: ก. การแพร่สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างของแข็ง ของเหลว และแก๊ส ดังนั้น ข้อ ก. จึงไม่ถูกต้อง ข. ภายใต้เงื่อนไขที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ความร้อนสามารถถ่ายโอนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าได้ แต่ไม่สามารถถ่ายโอนจากวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงกว่าได้โดยอัตโนมัติ ดังนั้น ข้อ ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. เครื่องจักรกลเคลื่อนที่ถาวรประเภทที่สองสอดคล้องกับกฎการอนุรักษ์พลังงานแต่ละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. การเคลื่อนที่ของอนุภาคคาร์บอนในหมึกเกิดจากการกระทำของแรงที่ไม่สมดุลซึ่งเกิดจากโมเลกุลน้ำจำนวนมาก ทำให้พวกมันเคลื่อนที่ไปในทุกทิศทาง ซึ่งสะท้อนถึงลักษณะการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของของเหลว ดังนั้น ง. จึงถูกต้อง

Question 15: 16. ความแปรผันของความดัน $p$ ของแก๊สปริมาณคงที่ที่ปิดล้อมไว้เมื่อเทียบกับปริมาตร $V$ แสดงในแผนภาพ ระ...

16. ความแปรผันของความดัน $p$ ของแก๊สปริมาณคงที่ที่ปิดล้อมไว้เมื่อเทียบกับปริมาตร $V$ แสดงในแผนภาพ ระหว่างการเปลี่ยนแปลงจากสถานะ $A$ ไปยังสถานะ $B$ ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-005.jpg)

  • A. A. อุณหภูมิของก๊าซไม่เปลี่ยนแปลง
  • B. B. แรงเฉลี่ยที่แก๊สกระทำต่อผนังภาชนะต่อหน่วยพื้นที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
  • C. C. งานที่ทำโดยตัวกลางภายนอกต่อแก๊ส
  • D. D. ก๊าซดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมภายนอก

Answer: D

Solution: A. ระหว่างการเปลี่ยนผ่านจากสถานะ $A$ ไปยังสถานะ $B$ ค่าของ $p V$ จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตามสมการแก๊สอุดมคติ $\frac { p V } { T } = C$ นี้บ่งชี้ถึงการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแก๊ส ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง ข. ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะจากสถานะ $A$ ไปยังสถานะ $B$ ความดันของแก๊สจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้แรงเฉลี่ยที่แก๊สกระทำต่อผนังภาชนะต่อหน่วยพื้นที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ค. ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะจากสถานะ $A$ ไปยังสถานะ $B$ ปริมาตรของแก๊สจะเพิ่มขึ้นและมีการทำงานกับสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง D. ในระหว่างการเปลี่ยนสถานะจากสถานะ $A$ ไปยังสถานะ $B$ อุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้น พลังงานภายในของก๊าซจะเพิ่มขึ้น และก๊าซจะทำงานกับสิ่งแวดล้อม ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ก๊าซจะดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ข้อ D จึงถูกต้อง

Question 16: 17. ตามที่แสดงในแผนภาพ แรงภายนอกขับลูกสูบ P ให้อัดก๊าซภายในกระบอกสูบที่ปิดสนิท ทำให้เกิดงาน 800 จูล ...

17. ตามที่แสดงในแผนภาพ แรงภายนอกขับลูกสูบ P ให้อัดก๊าซภายในกระบอกสูบที่ปิดสนิท ทำให้เกิดงาน 800 จูล บนก๊าซอุดมคติภายในกระบอกสูบ ในขณะเดียวกัน ก๊าซจะปล่อยความร้อน 200 จูล สู่สิ่งแวดล้อม ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-006.jpg) ของก๊าซภายในกระบอกสูบคือ...

  • A. A. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานภายในเพิ่มขึ้น 600 จูล
  • B. B. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานภายในลดลง 200 จูล
  • C. C. เมื่ออุณหภูมิลดลง พลังงานภายในเพิ่มขึ้น 600 จูล
  • D. D. เมื่ออุณหภูมิลดลง พลังงานภายในเพิ่มขึ้น 200 จูล

Answer: A

Solution: ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $\Delta U = W + Q$ จะได้ว่า $\Delta U = 800 \mathrm {~J} + ( - 200 \mathrm {~J} ) = 600 \mathrm {~J}$ พลังงานภายในของแก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว $\Delta U = 600 \mathrm {~J} > 0$ ดังนั้นอุณหภูมิจะต้องเพิ่มขึ้น

Question 17: 18. ตามที่แสดงในแผนภาพ แก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่หนึ่งหน่วยจะผ่านกระบวนการสองขั้นตอน: $a \rightarrow b...

18. ตามที่แสดงในแผนภาพ แก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่หนึ่งหน่วยจะผ่านกระบวนการสองขั้นตอน: $a \rightarrow b$ และ $a \rightarrow c$ กระบวนการ $a \rightarrow b$ เป็นกระบวนการคงอุณหภูมิ และปริมาตรที่สถานะ $b , c$ จะเท่ากัน ดังนั้น ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-005.jpg)

  • A. A. พลังงานภายในของสถานะ $a$ มากกว่าสถานะ $b$
  • B. B. อุณหภูมิในรัฐ $a$ สูงกว่าในรัฐ $c$
  • C. C. $a \rightarrow b$ ในระหว่างกระบวนการ ก๊าซดูดซับความร้อน
  • D. D. หากกระบวนการเป็นไปตาม $a b c a$ งานภายนอกที่ทำกับแก๊สจะเป็นลบ

Answer: C

Solution: A. เนื่องจากกระบวนการที่อธิบายโดย $a \rightarrow b$ เป็นกระบวนการที่อุณหภูมิคงที่ หมายความว่าสถานะ $a$ และ $b$ มีอุณหภูมิและพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลเท่ากัน สำหรับสถานะแก๊สอุดมคติ $a$ เท่ากับพลังงานภายในของสถานะ $b$ ดังนั้น ข้อ A จึงไม่ถูกต้อง ข. เนื่องจากสถานะ $b$ และ $c$ มีปริมาตรเท่ากัน และ $p _ { b } < p _ { c }$ เป็นจริง ตามสมการสถานะของแก๊สอุดมคติ $$ \frac { p _ { b } V _ { b } } { T _ { b } } = \frac { p _ { c } V _ { c } } { T _ { c } } $$ เรามี $T _ { b } < T _ { c }$ นอกจากนี้ เนื่องจาก $T _ { a } = T _ { b }$ เป็นจริง เราจึงได้ $T _ { a } < T _ { c }$ ดังนั้น B จึงไม่ถูกต้อง ค. ในระหว่างกระบวนการ $a \rightarrow c$, ปริมาตรของก๊าซเพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าก๊าซทำงานเชิงบวกต่อสิ่งแวดล้อมของมัน ในขณะเดียวกัน อุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้นและพลังงานภายในของก๊าซจะเพิ่มขึ้น ตามที่ระบุใน $$ \Delta U = W + Q $$, ก๊าซดูดซับความร้อน ดังนั้น ข้อ ค. จึงถูกต้อง ง. หากกระบวนการเป็นไปตาม $a b c a$ ปริมาตรของแก๊สจะเพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลง ดังนั้น แก๊สจะทำงานกับสิ่งแวดล้อมก่อน จากนั้นสิ่งแวดล้อมจะทำงานกับแก๊ส ดังแสดงในแผนภาพ งานที่สิ่งแวดล้อมทำกับแก๊สจะมากกว่างานที่แก๊สทำกับสิ่งแวดล้อม ผลรวมของงานที่ทำในทั้งสองขั้นตอนจะเท่ากับพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยกระบวนการ $a b c a$ ดังนั้น สิ่งแวดล้อมจะทำงานในเชิงบวกกับแก๊สระหว่างกระบวนการนี้ D ไม่ถูกต้อง

Question 18: 19. มวลอากาศที่ลอยตัวสูงขึ้นใกล้พื้นดินจะมีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมภายนอกน้อยมาก เนื่องจา...

19. มวลอากาศที่ลอยตัวสูงขึ้นใกล้พื้นดินจะมีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมภายนอกน้อยมาก เนื่องจากความกดอากาศจะลดลงเมื่อระดับความสูงเพิ่มขึ้น มวลอากาศจึงได้รับพลังงานศักย์ในระหว่างการลอยตัวสูงขึ้น (โดยไม่คำนึงถึงพลังงานศักย์ระหว่างโมเลกุลภายในมวลอากาศ)

  • A. A. การลดปริมาณ, การลดลงของอุณหภูมิ
  • B. B. ปริมาณลดลง อุณหภูมิคงเดิม
  • C. C. ปริมาณเพิ่มขึ้น, อุณหภูมิลดลง
  • D. D. ปริมาณลดลง อุณหภูมิคงเดิม

Answer: C

Solution: ในระหว่างการเคลื่อนตัวขึ้นของมวลอากาศ ความดันจะลดลง ทำให้ปริมาตรของแก๊สขยายตัว แก๊สจะทำงานกับสิ่งแวดล้อมโดยไม่ได้แลกเปลี่ยนความร้อน ตามกฎข้อแรกของเทอร์โมไดนามิกส์ พลังงานภายในจะลดลง สำหรับแก๊สอุดมคติ พลังงานภายในจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว ดังนั้น อุณหภูมิของแก๊สจะลดลง ดังนั้น ตัวเลือก ABD จึงไม่ถูกต้อง และตัวเลือก C ถูกต้อง

Question 19: 20. แผนภาพแสดงเทอร์โมมิเตอร์แบบง่ายที่ออกแบบโดยนักเรียน หลอดปิเปตใสถูกใส่เข้าไปในภาชนะที่มีคุณสมบัติ...

20. แผนภาพแสดงเทอร์โมมิเตอร์แบบง่ายที่ออกแบบโดยนักเรียน หลอดปิเปตใสถูกใส่เข้าไปในภาชนะที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนดี โดยจุดเชื่อมต่อถูกปิดผนึกไว้ มีการฉีดคอลัมน์น้ำมันขนาดเล็กเข้าไปในหลอดปิเปต และรักษาความดันบรรยากาศภายนอกให้คงที่ เมื่อวางภาชนะในน้ำร้อน จะสังเกตเห็นว่าคอลัมน์น้ำมันค่อยๆ สูงขึ้น ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-008.jpg)

  • A. A. งานที่แก๊สทำกับสิ่งแวดล้อมของมันเกินกว่าความร้อนที่ดูดซับเข้าไป
  • B. B. งานที่แก๊สทำกับระบบภายนอกเท่ากับปริมาณความร้อนที่ถูกดูดซับ
  • C. C. แรงเฉลี่ยที่โมเลกุลของแก๊สกระทำต่อหน่วยพื้นที่บนผนังด้านในของภาชนะเพิ่มขึ้น
  • D. D. ขนาดของแรงเฉลี่ยที่โมเลกุลของแก๊สกระทำต่อผนังด้านในของภาชนะต่อหน่วยพื้นที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

Answer: D

Solution: AB. เมื่ออุณหภูมิของก๊าซเพิ่มขึ้น พลังงานภายในของก๊าซจะเพิ่มขึ้นด้วย ตามสูตร $\Delta U = Q + W$ งานที่ก๊าซกระทำต่อสิ่งแวดล้อมจะน้อยกว่าความร้อนที่ก๊าซดูดซับ ดังนั้นตัวเลือก AB จึงไม่ถูกต้อง CD. หากความดันของก๊าซคงที่ แรงเฉลี่ยที่โมเลกุลของก๊าซกระทำต่อผนังภาชนะต่อหน่วยพื้นที่จะคงที่ ดังนั้นตัวเลือก C จึงไม่ถูกต้อง ส่วนตัวเลือก D ถูกต้อง

Question 20: 21.สำหรับมวลคงที่ของแก๊สอุดมคติที่รักษาความดันคงที่ $p$, ปริมาตรที่วัดได้ที่ $0 ^ { \circ } \mathrm ...

21.สำหรับมวลคงที่ของแก๊สอุดมคติที่รักษาความดันคงที่ $p$, ปริมาตรที่วัดได้ที่ $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ คือ $V _ { 0 } , 10 ^ { \circ } \mathrm { C }$, ที่ $V _ { 1 } , ~ 20 ^ { \circ } \mathrm { C }$ คือ $V _ { 2 }$, และที่ $p$ คือ $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?( )

  • A. A. $V _ { 2 } = V _ { 1 } + \frac { 10 V _ { 0 } } { 273 }$
  • B. B. $V _ { 2 } = V _ { 0 } + \frac { 10 V _ { 1 } } { 273 }$
  • C. C. ในระหว่างกระบวนการที่อุณหภูมิของก๊าซเพิ่มขึ้นจาก $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ถึง $20 ^ { \circ } \mathrm { C }$, งานที่ทำกับก๊าซโดยสิ่งแวดล้อมภายนอกคือ $p \left( V _ { 1 } - V _ { 0 } \right)$.
  • D. D. เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น จำนวนโมเลกุลที่กระทบผนังภาชนะต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลาจะเพิ่มขึ้น

Answer: A

Solution: AB. สำหรับแก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่และรักษาความดันคงที่ $V _ { 2 }$, ตามกฎของเกย์-ลัสแซค, เราจะได้ $$ \frac { V _ { 0 } } { T _ { 0 } } = \frac { V _ { 1 } } { T _ { 1 } } = \frac { V _ { 2 } } { T _ { 2 } } $$. จากความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์และอุณหภูมิเซลเซียส, เราจะได้ $$ T _ { 0 } = 273 \mathrm {~K} , T _ { 1 } = ( 273 + 10 ) \mathrm { K } , T _ { 2 } = ( 273 + 20 ) \mathrm { K } $$ การแก้สมการให้ค่า $$ V _ { 1 } = V _ { 0 } + \frac { 10 V _ { 0 } } { 273 } , V _ { 2 } = V _ { 1 } + \frac { 10 V _ { 1 } } { 283 } = V _ { 1 } + \frac { 10 V _ { 0 } } { 273 } = V _ { 0 } + \frac { 20 V _ { 1 } } { 283 } $$ ดังนั้น A ถูกต้อง, B ผิด; C. เมื่ออุณหภูมิของแก๊สเพิ่มขึ้นจาก $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ เป็น $20 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ในขณะที่รักษาความดันให้คงที่ ปริมาตรของแก๊สจะเพิ่มขึ้น งานที่แก๊สทำต่อสิ่งแวดล้อมคือ $$ W = p \left( V _ { 2 } - V _ { 0 } \right) $$ ดังนั้น C จึงไม่ถูกต้อง ตัวเลือก D เมื่ออุณหภูมิของก๊าซเพิ่มขึ้น พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น ทำให้ปริมาตรของก๊าซขยายตัวในขณะที่ความดันคงที่ ตามการตีความความดันในระดับจุลภาค จำนวนการชนต่อหน่วยเวลาของโมเลกุลก๊าซกับพื้นที่หน่วยของผนังภาชนะจะลดลง ดังนั้น D จึงไม่ถูกต้อง

Question 21: 22. ข้อใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้อง ( )

22. ข้อใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้อง ( )

  • A. A. หยดน้ำที่ปรากฏเป็นทรงกลมท่ามกลางละอองน้ำที่เกิดเมื่อนักกีฬาลงสู่ผิวน้ำนั้น เกิดจากการกระทำของแรงตึงผิว
  • B. B. เมื่อทำการอัดก๊าซอุดมคติที่มีมวลคงที่โดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม อุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้
  • C. C. ของแข็งที่มีจุดหลอมเหลวแน่นอนต้องเป็นผลึก
  • D. D. ก้อนลอยอยู่บนผิวน้ำเนื่องจากแรงตึงผิวของของเหลว

Answer: D

Solution: ก. ในระหว่างที่นักกีฬาเข้าสู่ผิวน้ำ หยดน้ำจำนวนมากจะก่อตัวเป็นทรงกลมเนื่องจากแรงตึงผิว ดังนั้นตัวเลือก ก. จึงถูกต้องและไม่ตรงตามเกณฑ์ของคำถาม ข. เมื่อทำการอัดแก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่โดยไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม จะเกิดงานภายนอกกระทำต่อแก๊ส ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ พลังงานภายในจะต้องเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อุณหภูมิของแก๊สสูงขึ้น ดังนั้นตัวเลือก ข. จึงถูกต้องและไม่ตรงตามเกณฑ์ของคำถาม ค. ผลึกมีจุดหลอมเหลวที่แน่นอน ในขณะที่ของแข็งที่ไม่มีรูปร่างแน่นอนไม่มี ดังนั้น ของแข็งใดก็ตามที่มีจุดหลอมเหลวคงที่จึงต้องเป็นผลึก ดังนั้น ข้อ ค. จึงถูกต้องและไม่ตรงตามข้อกำหนด ง. บล็อกไม้ลอยน้ำได้เนื่องจากสมดุลระหว่างแรงลอยตัวกับแรงโน้มถ่วง ไม่ใช่การกระทำของแรงตึงผิว ดังนั้น ข้อ ง. จึงไม่ถูกต้องและตรงตามข้อกำหนด

Question 22: 23. เกี่ยวกับกฎของเทอร์โมไดนามิกส์ ข้อใดต่อไปนี้เป็นความถูกต้อง?

23. เกี่ยวกับกฎของเทอร์โมไดนามิกส์ ข้อใดต่อไปนี้เป็นความถูกต้อง?

  • A. A. ภายใต้เงื่อนไขบางประการ อุณหภูมิของวัตถุสามารถลดลงได้ถึง 0 เคลวิน
  • B. B. เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุจะดูดซับความร้อนจากแหล่งความร้อนเพียงแหล่งเดียวและใช้มันทั้งหมดเพื่อการทำงานโดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบอื่นใด
  • C. C. วัตถุที่ดูดซับความร้อนจะต้องมีพลังงานภายในเพิ่มขึ้น
  • D. D. ก๊าซที่ถูกอัดจะก่อให้เกิดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของก๊าซเสมอ

Answer: B

Solution: ก. อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์สามารถเข้าใกล้ได้ไม่สิ้นสุดแต่ไม่สามารถบรรลุได้ ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ข. เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุจะดูดซับความร้อนจากแหล่งเดียวและใช้มันทั้งหมดเพื่อทำงานโดยไม่ก่อให้เกิดผลกระทบอื่น ดังนั้น ข. จึงถูกต้อง ค. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในขึ้นอยู่กับทั้งงานที่ทำและการถ่ายโอนความร้อน ดังนั้น วัตถุที่ดูดซับความร้อนไม่จำเป็นต้องมีพลังงานภายในเพิ่มขึ้น การบีบอัดก๊าซไม่จำเป็นต้องทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง

Question 23: 24. ตามที่แสดงในแผนภาพ แก๊สอุดมคติปริมาตรหนึ่งถูกกักไว้ภายในกระบอกสูบทรงกระบอกโดยลูกสูบ ในสภาวะเริ่ม...

24. ตามที่แสดงในแผนภาพ แก๊สอุดมคติปริมาตรหนึ่งถูกกักไว้ภายในกระบอกสูบทรงกระบอกโดยลูกสูบ ในสภาวะเริ่มต้น ความยาวของคอลัมน์แก๊สภายในกระบอกสูบคือ ${ } ^ { L _ { 1 } }$ และอุณหภูมิของมันคือ ${ } ^ { T _ { 1 } }$การให้ความร้อนแก๊สทำให้ความยาวของคอลัมน์แก๊สค่อยๆ เปลี่ยนจาก ${ } ^ { L _ { 1 } }$ เป็น ${ } ^ { L _ { 2 } }$ ในระหว่างกระบวนการนี้ แก๊สดูดซับความร้อน 360 จูล และทำงาน 100 จูล บนลูกสูบ สำหรับการเปลี่ยนแปลงข้างต้น ข้อความที่ถูกต้องคือ ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-009.jpg)

  • A. A. ความดันก๊าซยังคงเพิ่มขึ้น
  • B. B. พลังงานภายในของแก๊สเพิ่มขึ้น 460 จูล
  • C. C. ก๊าซอาจกลับคืนสู่สภาพเดิมหลังจากปลดปล่อยความร้อน 200 จูล
  • D. D. ก๊าซอาจกลับคืนสู่สภาพเดิมหลังจากปลดปล่อยความร้อน 300 จูล

Answer: D

Solution: A. การวิเคราะห์แรงที่กระทำต่อลูกสูบ สภาวะสมดุลบ่งชี้ว่าความดันของแก๊สคงที่ ดังนั้น A จึงไม่ถูกต้อง; B. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ${ } ^ { T _ { 1 } }$ โดยที่ ${ } ^ { L _ { 1 } }$ เมื่อแก้สมการจะได้ $$ \Delta U = 260 \mathrm {~J} $$ ดังนั้น พลังงานภายในของแก๊สจะเพิ่มขึ้น 260 จูล ทำให้ข้อ B ผิด CD สำหรับแก๊สที่จะกลับสู่สภาพเดิม พลังงานภายในของมันต้องลดลง 260 จูล กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการลดปริมาตร ซึ่งหมายความว่ามีงานภายนอกกระทำต่อแก๊ส ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ความร้อนที่แก๊สปล่อยออกมาต้องมากกว่า 260 จูล ดังนั้น ข้อ C ผิด และข้อ D ถูก

Question 24: 25. เกี่ยวกับเทอร์โมไดนามิกส์ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

25. เกี่ยวกับเทอร์โมไดนามิกส์ ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. กระบวนการทางธรรมชาติทั้งหมดดำเนินไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้สู่การลดความไม่เป็นระเบียบของการเคลื่อนไหวทางความร้อนของโมเลกุล
  • B. B. เมื่อแก๊สอุดมคติถูกบีบอัดภายใต้สภาวะอะเดียแบติก พลังงานภายในของแก๊สจะต้องเพิ่มขึ้น
  • C. C. การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนคือการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของของเหลวที่สังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์
  • D. D. ยิ่งมีความแตกต่างระหว่างความดันไอของน้ำในอากาศจริงกับความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกันมากเท่าใด ก็ยิ่งไม่เอื้อต่อการระเหยมากขึ้นเท่านั้น

Answer: B

Solution: ก. กระบวนการทางธรรมชาติทั้งหมดดำเนินไปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้สู่การเพิ่มขึ้นของความไม่เป็นระเบียบในการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล ดังนั้น ข. จึงไม่ถูกต้อง ข. เมื่อแก๊สอุดมคติถูกบีบอัดแบบไอโซเทอร์มอล ระบบภายนอกจะทำงานในเชิงบวกต่อแก๊ส ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ พลังงานภายในของแก๊สจะต้องเพิ่มขึ้น ดังนั้น ข. จึงถูกต้อง ค. การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนหมายถึงการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอนุภาคของแข็งที่สังเกตได้ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ดังนั้น ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. ยิ่งความแตกต่างระหว่างความดันไอของน้ำในอากาศจริงกับความดันไออิ่มตัวที่อุณหภูมิเดียวกันมากเท่าใด ก็ยิ่งเอื้อต่อการระเหยมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้น ข้อ ง จึงไม่ถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือ ข

Question 25: 26. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

26. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. วัตถุที่มีพลังงานภายในต่างกันไม่สามารถมีพลังงานจลน์เฉลี่ยที่เท่ากันในความเคลื่อนไหวทางความร้อนของโมเลกุลได้
  • B. B. ปริมาณคงที่ของแก๊สอุดมคติจะประสบกับการลดลงของอุณหภูมิในระหว่างการขยายตัวแบบคงความดัน
  • C. C. สำหรับแก๊สที่มีมวลคงที่ จำนวนเฉลี่ยของการชนต่อวินาทีระหว่างโมเลกุลกับผนังภาชนะจะลดลงเมื่ออุณหภูมิลดลง โดยมีเงื่อนไขว่าปริมาตรยังคงคงที่
  • D. D. เมื่อมีแรงภายนอกกระทำต่อแก๊ส พลังงานภายในของแก๊สจะเพิ่มขึ้นเสมอ

Answer: C

Solution: ก. เนื่องจากวัตถุที่มีพลังงานภายในต่างกันอาจมีอุณหภูมิเท่ากันได้ พลังงานจลน์เฉลี่ยจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของพวกมันจึงอาจเท่ากันได้เช่นกัน ดังนั้น ข้อ ก. จึงไม่ถูกต้อง C. สำหรับแก๊สที่มีมวลคงที่และปริมาตรคงที่ ความหนาแน่นของจำนวนโมเลกุลจะไม่เปลี่ยนแปลง การลดอุณหภูมิจะลดความดันลง ดังนั้นจำนวนการชนเฉลี่ยต่อวินาทีต่อโมเลกุลก็จะลดลงเช่นกัน ดังนั้น ข้อ C จึงถูกต้อง D. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ เมื่อระบบภายนอกทำงานกับแก๊ส หากมีการปล่อยความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมพร้อมกัน พลังงานภายในของแก๊สไม่จำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเสมอไป ดังนั้น ข้อ D จึงไม่ถูกต้อง

Question 26: 27. แผนภาพแสดงอาหารยอดนิยมประเภท "ข้าวอุ่นร้อนได้เอง" ซองทำความร้อนวางอยู่ที่ฐาน หลังจากเติมน้ำแล้ว ...

27. แผนภาพแสดงอาหารยอดนิยมประเภท "ข้าวอุ่นร้อนได้เอง" ซองทำความร้อนวางอยู่ที่ฐาน หลังจากเติมน้ำแล้ว ชั้นข้าวและอาหารจะถูกวางทับด้านบน ซึ่งจะปิดผนึกก๊าซบางส่วนไว้ภายในฐาน สารในซองทำความร้อนจะทำปฏิกิริยากับน้ำ ปล่อยความร้อนออกมาอย่างมาก หลังจากผ่านไปสักระยะ อาหารจะร้อนขึ้น ก๊าซภายในฐานสามารถถือว่าเป็นก๊าซอุดมคติได้ และการเปลี่ยนแปลงปริมาตรในภาชนะระหว่างการให้ความร้อนถือว่าน้อยมาก ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-010.jpg)

  • A. A. เมื่อได้รับความร้อน พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สในชั้นล่างจะเพิ่มขึ้น
  • B. B. เมื่อได้รับความร้อน พลังงานจลน์ของโมเลกุลก๊าซทั้งหมดในชั้นล่างจะเพิ่มขึ้น
  • C. C. หลังจากให้ความร้อนแล้ว ก๊าซในชั้นล่างจะทำงานกับอาหาร ในขณะที่พลังงานภายในของก๊าซยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
  • D. D. ความดันของก๊าซในชั้นล่างยังคงไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากการให้ความร้อน

Answer: A

Solution: AB. เมื่อได้รับความร้อน อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นและพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สจะเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกโมเลกุลแก๊สภายในภาชนะที่เร่งความเร็ว ดังนั้น ข้อ A ถูกต้อง และข้อ B ผิด ซีดี แก๊สภายในชั้นล่างสามารถถือได้ว่าเป็นแก๊สอุดมคติ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น พลังงานภายในของแก๊สชั้นล่างจะเพิ่มขึ้น ตามสมการแก๊สอุดมคติ $$ \frac { p V } { T } = C $$ กระบวนการให้ความร้อนจะถือเป็นการเปลี่ยนแปลงแบบไอโซโคริกซึ่งไม่มีการทำงานเกิดขึ้น ดังนั้นความดันของแก๊สชั้นล่างจะเพิ่มขึ้นหลังจากการให้ความร้อน ดังนั้น ซีดี จึงไม่ถูกต้อง คำตอบที่ถูกต้องคือ ก

Question 27: 28. เกี่ยวกับของแข็ง ของเหลว แก๊ส และการเปลี่ยนแปลงสถานะ ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

28. เกี่ยวกับของแข็ง ของเหลว แก๊ส และการเปลี่ยนแปลงสถานะ ข้อความใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

  • A. A. คริสตัลต้องมีลักษณะเฉพาะที่ไม่สมมาตร
  • B. B. แรงตึงผิวของของเหลวเกิดขึ้นจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลภายในของเหลว
  • C. C. เหล็กใน $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ และทองแดงใน $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ มีความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลเท่ากัน
  • D. D. เมื่อสถานะของปริมาณแก๊สอุดมคติที่กำหนดไว้เปลี่ยนแปลง พลังงานภายในของมันไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงตาม

Answer: D

Solution: ก. ผลึกเดี่ยวแสดงลักษณะที่ไม่สมมาตร (anisotropic) ในขณะที่ผลึกหลายตัว (polycrystals) แสดงลักษณะสมมาตร (isotropy); ตัวเลือก ก. ไม่ถูกต้อง; ข. แรงตึงผิวในของเหลวเกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลภายในชั้นผิว; ตัวเลือก ข. ไม่ถูกต้อง; C. เหล็กใน $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ และทองแดงใน $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ มีพลังงานจลน์เฉลี่ยเท่ากันแต่มีความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลต่างกัน; ตัวเลือก C ไม่ถูกต้อง; D. เมื่อสถานะของแก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่เปลี่ยนแปลงในขณะที่อุณหภูมิคงที่ พลังงานภายในของแก๊สจะคงที่; ดังนั้น D จึงถูกต้อง;

Question 28: 29. ในฤดูร้อน หากยางในจักรยานถูกเติมลมมากเกินไปและถูกแสงแดดจัด ยางจะมีความเสี่ยงสูงที่จะระเบิด เกี่ย...

29. ในฤดูร้อน หากยางในจักรยานถูกเติมลมมากเกินไปและถูกแสงแดดจัด ยางจะมีความเสี่ยงสูงที่จะระเบิด เกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ (ซึ่งปริมาตรของยางในแทบไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการสัมผัส) ข้อใดต่อไปนี้เป็นข้อความที่ไม่ถูกต้อง? ( )

  • A. A. การระเบิดของยางเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิของก๊าซภายในยางเพิ่มขึ้น ทำให้แรงผลักระหว่างโมเลกุลของก๊าซเพิ่มขึ้นอย่างมาก
  • B. B. ในระหว่างกระบวนการก่อนการระเบิด อุณหภูมิของก๊าซจะเพิ่มขึ้น การเคลื่อนไหวทางความร้อนของโมเลกุลจะรุนแรงขึ้น และความดันของก๊าซจะเพิ่มขึ้น
  • C. C. ในระหว่างกระบวนการก่อนการระเบิด ก๊าซจะดูดซับความร้อน ทำให้พลังงานภายในของมันเพิ่มขึ้น
  • D. D. ในทันทีที่ยางระเบิดอย่างกะทันหัน พลังงานภายในของก๊าซจะลดลง

Answer: A

Solution: ระยะห่างระหว่างโมเลกุลในแก๊สมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกัน และแรงระหว่างโมเลกุล (แรงผลัก) สามารถถือว่าไม่มีนัยสำคัญ ดังนั้นตัวเลือก A จึงถูกต้อง ในช่วงเวลาที่สัมผัสกับแสงแดดอย่างเข้มข้นก่อนที่ยางจะระเบิด แก๊สภายในจะดูดซับความร้อน ทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นและพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลเพิ่มขึ้น เนื่องจากปริมาตรของแก๊สคงที่ จำนวนโมเลกุลต่อหน่วยปริมาตรจึงไม่เปลี่ยนแปลง ส่งผลให้ความดันของแก๊สเพิ่มขึ้น ดังนั้นตัวเลือก B จึงไม่ถูกต้องตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ พลังงานภายในของแก๊สควรเพิ่มขึ้นก่อนที่จะระเบิด ดังนั้นตัวเลือก C จึงไม่ถูกต้อง ในขณะที่มีการระเบิดอย่างฉับพลัน แก๊สจะทำงานกับสิ่งแวดล้อม ทำให้พลังงานภายในลดลง ดังนั้นตัวเลือก D จึงไม่ถูกต้อง

Question 29: 30. เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบทำงานโดยใช้กระบวนการดีเซล ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการอะเดียแบติกสองขั...

30. เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบทำงานโดยใช้กระบวนการดีเซล ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการอะเดียแบติกสองขั้นตอน กระบวนการไอโซบาริกหนึ่งขั้นตอน และกระบวนการไอโซโคริกหนึ่งขั้นตอน ดังที่แสดงในภาพ ก๊าซอุดมคติมวลคงที่หนึ่งหน่วยจะผ่านกระบวนการดีเซลหนึ่งรอบ ก๊าซนี้ ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-011.jpg)

  • A. A. พลังงานภายในในสถานะ c และ d อาจเท่ากันได้
  • B. B. ในระหว่างกระบวนการ $\mathrm { a } \rightarrow \mathrm { b }$ งานทั้งหมดที่ทำกับมันโดยแรงภายนอกจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานภายในที่เพิ่มขึ้นทั้งหมด
  • C. C. การเพิ่มขึ้นของพลังงานภายในระหว่างกระบวนการ $\mathrm { a } \rightarrow \mathrm { c }$ น้อยกว่าการลดลงของพลังงานภายในระหว่างกระบวนการ $\mathrm { c } \rightarrow \mathrm { d }$
  • D. D. ความร้อนที่ถูกดูดซับในหนึ่งรอบน้อยกว่าความร้อนที่ถูกปล่อยออกมา

Answer: B

Solution:

Question 30: 31. ดังแสดงในแผนภาพ ภาชนะสองใบที่เชื่อมต่อกัน [[สูตร_ใน_ข้อความ 0]] ถูกติดตั้งด้วยวาล์ว [[สูตร_ใน_ข้...

31. ดังแสดงในแผนภาพ ภาชนะสองใบที่เชื่อมต่อกัน [[สูตร_ใน_ข้อความ 0]] ถูกติดตั้งด้วยวาล์ว [[สูตร_ใน_ข้อความ 1]] และเติมด้วยแก๊ส ในขณะที่ Q ถูกระบายออก ระบบทั้งหมดถูกแยกความร้อนจากสิ่งแวดล้อม เมื่อเปิดวาล์ว K แก๊สจาก P จะไหลเข้า Q จนกว่าจะถึงสมดุล จากนั้น ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-003.jpg)

  • A. A. เมื่อปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น, พลังงานภายในของมันจะลดลง.
  • B. B. พลังงานศักย์ของโมเลกุลก๊าซลดลง ในขณะที่พลังงานภายในของโมเลกุลเพิ่มขึ้น
  • C. C. พลังงานจลน์ของโมเลกุลก๊าซเพิ่มขึ้น ในขณะที่พลังงานภายในของมันไม่เปลี่ยนแปลง
  • D. D. ก๊าซใน Q ไม่สามารถกลับเข้าไปใน $P$ ได้เองโดยสมบูรณ์

Answer: D

Solution: ABC. หลังจากเปิดวาล์ว K แก๊สจาก P จะเข้าสู่ Q เมื่อ Q ถูกระบายออก แก๊สจะขยายตัวโดยไม่ทำงานภายนอก ดังนั้นพลังงานศักย์โมเลกุลของแก๊สจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ เนื่องจากไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนภายในระบบ กฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ระบุว่าพลังงานภายในจะคงที่ ดังนั้น อุณหภูมิจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าพลังงานจลน์ของโมเลกุลแก๊สจะคงที่เช่นกัน ดังนั้น ตัวเลือก ABC จึงไม่ถูกต้อง ง. ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ กระบวนการทางกายภาพทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ความร้อนในธรรมชาติที่มีลักษณะมหภาคจะมีทิศทาง ดังนั้น ก๊าซใน Q จึงไม่สามารถกลับคืนสู่สภาวะ P ได้เองโดยธรรมชาติ ตัวเลือก ง. เป็นคำตอบที่ถูกต้อง

Question 31: 32. เกี่ยวกับปรากฏการณ์ความร้อน ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

32. เกี่ยวกับปรากฏการณ์ความร้อน ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. การแพร่กระจายแสดงให้เห็นว่าแรงผลักมีอยู่ระหว่างโมเลกุล
  • B. B. เมื่อแก๊สอุดมคติที่มีมวลกำหนดทำงานภายนอก พลังงานภายในของมันไม่จำเป็นต้องลดลง
  • C. C. มวลคงที่ของน้ำแข็ง $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ละลายกลายเป็นน้ำ $0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน
  • D. D. การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนคือการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของอนุภาคละอองเกสร

Answer: B

Solution: A. การแพร่กระจายเป็นการแสดงออกในระดับมหภาคของการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุล และไม่ขึ้นอยู่กับแรงระหว่างโมเลกุล ดังนั้น ข้อ A จึงไม่ถูกต้อง ข. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $\Delta U = Q + W$ หากแก๊สทำงานภายนอกแต่ดูดความร้อนเข้าไป $W$ จะมีค่าเป็นลบ และ $Q$ จะมีค่าเป็นบวก; พลังงานภายในอาจคงเดิมหรือเพิ่มขึ้นก็ได้ $B$ เป็นคำตอบที่ถูกต้อง C. การละลายของน้ำแข็งในน้ำต้องใช้ความร้อนในการดูดซับ ซึ่งเพิ่มพลังงานศักย์โมเลกุลและพลังงานภายใน; ข้อ C ไม่ถูกต้อง; D. การเคลื่อนที่แบบบราวเนียนเกิดจากการชนกันระหว่างอนุภาคละอองเกสรกับโมเลกุลของของเหลว สะท้อนให้เห็นการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลของของเหลว; ข้อ D ไม่ถูกต้อง ดังนั้น คำตอบที่ถูกต้องคือข้อ B

Question 32: 33. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

33. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง?

  • A. A. กระบวนการมหภาคทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ความร้อนที่เกิดขึ้นในธรรมชาติมีทิศทาง
  • B. B. ยิ่งความดันของแก๊สสูงขึ้น ความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลของแก๊สก็จะยิ่งสูงขึ้น
  • C. C. ในระหว่างกระบวนการอะเดียแบติก เมื่อมีการทำงานภายนอกกระทำต่อแก๊ส พลังงานภายในของแก๊สจะต้องลดลง
  • D. D. เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น การเคลื่อนไหวทางความร้อนของทุกโมเลกุลภายในสารจะเพิ่มขึ้น

Answer: A

Solution: ก. ตามกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ กระบวนการมหภาคทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ความร้อนในธรรมชาติมีทิศทาง; ตัวเลือก ก. ถูกต้อง ข. ความดันของแก๊สที่สูงกว่าไม่ได้หมายความว่ามีอุณหภูมิสูงกว่าเสมอไป ดังนั้นพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สจึงไม่จำเป็นต้องมากกว่า; ตัวเลือก ข. ไม่ถูกต้อง ค. ในระหว่างกระบวนการอะเดียแบติก งานภายนอกที่ทำกับแก๊สจะทำให้พลังงานภายในของแก๊สเพิ่มขึ้นตาม $\Delta U = W + Q$; ตัวเลือก ค. ไม่ถูกต้อง ง. การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะเพิ่มพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุล แต่ความเร็วของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลแต่ละตัวไม่จำเป็นต้องเพิ่มขึ้น; ตัวเลือก ง. ไม่ถูกต้อง

Question 33: 34. เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสี่จังหวะในยานพาหนะบางประเภททำงานโดยใช้กระบวนการของออตโต ซึ่งอาจถือได้ว...

34. เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสี่จังหวะในยานพาหนะบางประเภททำงานโดยใช้กระบวนการของออตโต ซึ่งอาจถือได้ว่าเป็นกระบวนการอะเดียแบติกสองขั้นตอนและกระบวนการไอโซโคริกสองขั้นตอน ดังที่แสดงในแผนภาพ กระบวนการของออตโตนี้เกิดขึ้นกับแก๊สอุดมคติที่มีมวลคงที่ ดังนั้นแก๊ส ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-013.jpg)

  • A. A. ในระหว่างกระบวนการของ $a \rightarrow b$, งานทั้งหมดที่ทำกับมันโดยแรงภายนอกจะถูกเปลี่ยนเป็นพลังงานภายในทั้งหมด
  • B. B. ในรัฐ $a$ และ $c$, พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สอาจเท่ากันได้
  • C. C. ระหว่างกระบวนการของ $\mathrm { b } \rightarrow c$, อุณหภูมิของก๊าซคงที่.
  • D. D. ในหนึ่งรอบการทำงาน ความร้อนที่ดูดซับโดยก๊าซจะน้อยกว่าความร้อนที่ปล่อยออกมา

Answer: A

Solution: A. กระบวนการ $a \rightarrow b$ เป็นกระบวนการอัดแบบไอโซไดอะบะติก ซึ่งงานในเชิงบวกถูกกระทำต่อกระบวนการโดยสิ่งแวดล้อมภายนอกและไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมโดยรอบ ตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ งานทั้งหมดที่กระทำโดยสิ่งแวดล้อมภายนอกจะถูกนำไปใช้ในการเพิ่มพลังงานภายใน ดังนั้น ข้อ A จึงถูกต้อง บี. จากการวิเคราะห์ของ เอ ได้ว่า อุณหภูมิที่สถานะ $b$ สูงกว่าที่สถานะ $a$ จากสถานะ $b$ ถึง $c$ เป็นกระบวนการไอโซโคริก ซึ่งความดันเพิ่มขึ้นและอุณหภูมิสูงขึ้น ดังนั้น อุณหภูมิที่สถานะ $c$ จะมากกว่าสถานะ $a$ ส่งผลให้พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สไม่สามารถเท่ากันได้ ทำให้ BC ไม่ถูกต้อง D. ในระหว่างกระบวนการ $\mathrm { b } \rightarrow c$, ก๊าซดูดซับความร้อน. จาก $c \rightarrow d$ เป็นต้นไป, ก๊าซจะผ่านกระบวนการอะเดียแบติกซึ่งก๊าซจะทำงานกับสิ่งแวดล้อม. จาก $d \rightarrow a$ เป็นต้นไป, ก๊าซจะผ่านกระบวนการไอโซเทอร์มอล กระบวนการนี้ อุณหภูมิจะลดลงเมื่อก๊าซปลดปล่อยความร้อนออกมา ในหนึ่งรอบการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของก๊าซจะเป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม พื้นที่ใต้กราฟสำหรับ $a b c d$ แสดงถึงงานที่ก๊าซทำต่อสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ความร้อนที่ก๊าซดูดซับจะมากกว่าความร้อนที่ปลดปล่อยออกมา ทำให้ตัวเลือก D ไม่ถูกต้อง

Question 34: 35. เกษตรกรผู้เลี้ยงปลาที่มีประสบการณ์มักจะประเมินคุณภาพน้ำในบ่อโดยการสังเกตฟองอากาศภายในน้ำ โดยสมมต...

35. เกษตรกรผู้เลี้ยงปลาที่มีประสบการณ์มักจะประเมินคุณภาพน้ำในบ่อโดยการสังเกตฟองอากาศภายในน้ำ โดยสมมติว่าอากาศภายในฟองอากาศที่จมอยู่ใต้น้ำ (ซึ่งสามารถถือได้ว่าเป็นแก๊สในอุดมคติ) มีแรงดันเท่ากับแรงดันน้ำภายนอกผิวฟองอากาศ และอุณหภูมิของน้ำในบ่อมีความสม่ำเสมอและคงที่ตลอดทั้งบ่อ ข้อใดต่อไปนี้เป็นความถูกต้องเกี่ยวกับการลอยขึ้นอย่างช้า ๆ ของฟองอากาศ?

  • A. A. ฟองอากาศทำงานกับสิ่งแวดล้อมรอบตัว โดยดูดซับความร้อนจากสภาพแวดล้อมภายนอก
  • B. B. แรงภายนอกกระทำต่อฟองอากาศ ซึ่งทำให้ความร้อนถูกปล่อยออกมาสู่สิ่งแวดล้อม
  • C. C. ฟองอากาศทำงานกับสิ่งแวดล้อมรอบตัวมัน ฟองอากาศปล่อยความร้อนไปยังสิ่งแวดล้อมรอบตัวมัน
  • D. D. แรงภายนอกกระทำต่อฟองอากาศ ทำให้มันดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อม

Answer: A

Solution: เมื่อฟองอากาศลอยขึ้น ความดันภายในฟองจะลดลงในขณะที่อุณหภูมิยังคงคงที่ ตามสูตร $p _ { 1 } V _ { 1 } = p _ { 2 } V _ { 2 }$ ปริมาตรของฟองจะขยายตัว ทำให้ก๊าซทำงานต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $\Delta U = Q + W$ เนื่องจากอุณหภูมิไม่เปลี่ยนแปลง $\Delta U = 0$ เป็นจริง โดยที่ ${ } ^ { W < 0 }$ เป็นไปตามเงื่อนไข ดังนั้น $$ Q > 0 $$ แสดงให้เห็นว่าฟองดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อม

Question 35: 36. ตามที่แสดงในแผนภาพ กระบอกสูบที่ทำจากโลหะซึ่งมีคุณสมบัติการนำความร้อนได้ดีบรรจุแก๊สอุดมคติในปริมา...

36. ตามที่แสดงในแผนภาพ กระบอกสูบที่ทำจากโลหะซึ่งมีคุณสมบัติการนำความร้อนได้ดีบรรจุแก๊สอุดมคติในปริมาณมวลคงที่หนึ่ง ทำการเทมวลทรายคงที่อย่างช้าๆ ลงบนลูกสูบ โดยไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อม ในระหว่างกระบวนการนี้ ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-014.jpg) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-015.jpg)

  • A. A. พลังงานจลน์เฉลี่ยของจำนวนโมเลกุลที่มากภายในกระบอกเพิ่มขึ้น
  • B. B. พลังงานภายในของแก๊สเพิ่มขึ้น
  • C. C. จำนวนโมเลกุลที่กระทบต่อพื้นที่หน่วยของผนังกระบอกต่อหน่วยเวลาเพิ่มขึ้น
  • D. D. แรงเฉลี่ยที่เกิดจากโมเลกุลจำนวนมากชนกับผนังกระบอกเพิ่มขึ้น

Answer: C

Solution: AB. เนื่องจากความนำความร้อนที่ยอดเยี่ยมของกระบอกโลหะและการเติมทรายลงในลูกสูบอย่างค่อยเป็นค่อยไป อุณหภูมิโดยรอบจึงคงที่ ส่งผลให้อุณหภูมิของก๊าซภายในกระบอกไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลยังคงเท่าเดิม และพลังงานภายในของก๊าซไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น AB จึงไม่ถูกต้อง C. ในระหว่างการบีบอัดแบบคงอุณหภูมิ ตามกฎของบอยล์ การเพิ่มขึ้นของความดันจะส่งผลให้จำนวนโมเลกุลที่กระทบกับพื้นที่หน่วยของผนังกระบอกต่อหน่วยเวลาเพิ่มขึ้น ดังนั้น C จึงถูกต้อง ง. เนื่องจากอุณหภูมิโดยรอบคงที่ พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สจึงไม่เปลี่ยนแปลง และความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลก็ไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน ดังนั้น แรงเฉลี่ยที่โมเลกุลจำนวนมากชนกับผนังกระบอกจึงคงที่เช่นกัน ดังนั้น ข้อ ง จึงไม่ถูกต้อง

Question 36: 37. ก๊าซอุดมคติที่มีมวลคงที่หนึ่งเริ่มต้นจากสถานะ A ผ่านกระบวนการที่แตกต่างกันสองขั้นตอน (1) และ (2)...

37. ก๊าซอุดมคติที่มีมวลคงที่หนึ่งเริ่มต้นจากสถานะ A ผ่านกระบวนการที่แตกต่างกันสองขั้นตอน (1) และ (2) เพื่อไปถึงสถานะ C $p - \mathrm { T }$ กราฟที่สอดคล้องกันแสดงในรูปต่อไปนี้ ข้อความใดต่อไปนี้เป็นความจริง? ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-002.jpg)

  • A. A. กระบวนการ (1) ก๊าซทำงานภายนอก
  • B. B. กระบวนการ (2) ก๊าซจะปล่อยความร้อนออกมาก่อนแล้วจึงดูดซับความร้อน
  • C. C. ความร้อนที่ถูกดูดซับโดยแก๊สในกระบวนการ (1) น้อยกว่าความร้อนที่ถูกดูดซับในกระบวนการ (2)
  • D. D. ในช่วงเวลาหนึ่งหน่วย สภาวะ A แสดงจำนวนการชนของโมเลกุลต่อหน่วยพื้นที่ของผนังภาชนะมากกว่าสภาวะ C

Answer: C

Solution: AD. กระบวนการ (1) เนื่องจากความดันของก๊าซแปรผันตรงกับอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ ดังนั้นในระหว่างการเปลี่ยนสภาพแบบคงปริมาตร (isochoric) ปริมาตรของก๊าซจะคงที่ เนื่องจากไม่มีการทำงานภายนอกกระทำต่อก๊าซ อุณหภูมิของก๊าซจึงเพิ่มขึ้นและพลังงานภายในเพิ่มขึ้น ตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ $$ \Delta U = Q + W $$ ดังนั้น ก๊าซจึงดูดซับความร้อน ในแต่ละหน่วยเวลา สภาวะ A จะมีการชนของโมเลกุลน้อยกว่าต่อหน่วยพื้นที่ของผนังภาชนะเมื่อเทียบกับสภาวะ C ดังนั้น AD จึงไม่ถูกต้อง ข. ในระหว่างกระบวนการ AB ความดันของก๊าซคงที่ในขณะที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $$ \Delta U = Q + W $$ $$ \Delta U = Q + W $$ ระบุว่าก๊าซต้องดูดซับความร้อน และงานที่ก๊าซทำกับสิ่งแวดล้อมของมันน้อยกว่าความร้อนที่ดูดซับ ในกระบวนการ BC ก๊าซจะเกิดการเปลี่ยนแปลงแบบคงอุณหภูมิ; พลังงานภายในของมันคงที่ในขณะที่ความดันเพิ่มขึ้น ตามกฎของบอยล์ ปริมาตรจะลดลง ซึ่งหมายความว่ามีการทำงานกับก๊าซโดยสิ่งแวดล้อมของมัน ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $$ \Delta U = Q + W $$ ระบุว่าก๊าซปล่อยความร้อนออกมา และงานที่สิ่งแวดล้อมทำกับก๊าซเท่ากับปริมาณความร้อนที่ก๊าซปล่อยออกมา ดังนั้น ในกระบวนการ (2) ก๊าซจะดูดซับความร้อนก่อนแล้วจึงปล่อยความร้อนออกมา ทำให้ตัวเลือก B ไม่ถูกต้อง ค. ความร้อนที่ก๊าซในกระบวนการ (1) ดูดซับคือ $$ Q _ { 1 } = \Delta U $$; ความร้อนที่ก๊าซในกระบวนการ (2) ดูดซับคือ $$ Q _ { 2 } = \Delta U + W $$. ความร้อนที่ก๊าซในกระบวนการ (1) ดูดซับน้อยกว่าที่ดูดซับในกระบวนการ (2). ดังนั้น ข้อ ค. ถูกต้อง.

Question 37: 38. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

38. ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้อง? ( )

  • A. A. โมเลกุลภายในผลึกจะคงอยู่ที่ตำแหน่งสมดุลของตนเอง
  • B. B. ความเร็วการเคลื่อนที่ทางความร้อนของโมเลกุลทั้งหมดในก๊าซไนโตรเจนนั้นสามารถละเลยได้
  • C. C. เมื่อแก๊สเกิดการขยายตัวแบบอะเดียแบติกภายในภาชนะปิด พลังงานภายในของแก๊สจะเพิ่มขึ้น
  • D. D. ระหว่างการบีบอัดแก๊สในภาชนะปิดแบบไม่มีการถ่ายเทความร้อน ความดันจะเพิ่มขึ้น

Answer: D

Solution: A. โมเลกุลภายในโครงสร้างผลึกสั่นใกล้ตำแหน่งสมดุลของพวกมัน และไม่ได้หยุดนิ่ง ดังนั้น ข้อ A ไม่ถูกต้อง; B. ที่ $260 ^ { \circ } \mathrm { C }$ ไนโตรเจนก็มีโมเลกุลที่มีการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วเช่นกัน แม้ว่าจะมีสัดส่วนน้อยมากก็ตาม ดังนั้น ข้อ B ไม่ถูกต้อง; ค. ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ $\Delta U = Q + W$ เมื่อแก๊สเกิดการขยายตัวแบบไอโซไดอะแบติก แก๊สจะทำงานกับสิ่งแวดล้อม กล่าวคือ $Q = 0 , W < 0$ ดังนั้น $\Delta U < 0$ จึงเป็นจริง ซึ่งแสดงถึงการลดลงของพลังงานภายใน ดังนั้น ข้อ ค. จึงไม่ถูกต้อง ง. ในระหว่างการบีบอัดแบบไอโซไดอะแบติกในภาชนะปิดสนิท ปริมาตรของแก๊สจะลดลง สภาพแวดล้อมภายนอกจะทำงานกับแก๊ส พลังงานภายในของแก๊สจะเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิจะสูงขึ้น ตามสมการสถานะแก๊สอุดมคติ ความดันของแก๊สจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น ข้อ ง. จึงถูกต้อง

Question 38: 39. ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร $V$ และอุณหภูมิ $t$ ของแก๊สอุดมคติที่มีมวลกำหนดไว้ แสดงไว้ในแผนภาพแก๊...

39. ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาตร $V$ และอุณหภูมิ $t$ ของแก๊สอุดมคติที่มีมวลกำหนดไว้ แสดงไว้ในแผนภาพแก๊สอุดมคตินี้ผ่านกระบวนการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องจากสถานะ A ผ่าน $A \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow D \rightarrow A$ โดยที่ช่วง $C D$ ขนานกับแกน $t$ และการขยายตัวของ $D A$ ผ่านจุดกำเนิด พิกัดของจุดตัดระหว่างส่วนขยายของทิศทางลบของ $O , A B$ และแกน $t$ คือ $( - 273.150 )$ จากนั้น ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-017.jpg)

  • A. A. ความดันของแก๊สเพิ่มขึ้นในระหว่างกระบวนการของ $A \rightarrow B$
  • B. B. ความดันยังคงคงที่ตลอดกระบวนการของ $D \rightarrow A$
  • C. C. ระหว่างกระบวนการของ $D \rightarrow A$, ก๊าซจะปล่อยความร้อนออกไปสู่สิ่งแวดล้อม ทำให้พลังงานภายในของมันลดลง
  • D. D. ในระหว่างกระบวนการที่อธิบายไว้ใน $B \rightarrow C$, ก๊าซดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อม ทำให้พลังงานภายในของมันเพิ่มขึ้น

Answer: C

Solution: A. เนื่องจากพิกัดของจุดตัดระหว่างเส้นที่ขยายของภาพของ $A \rightarrow B$ กับแกนคือ $( - 273.15 )$ ดังนั้น ก๊าซจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงแบบไอโซบาริกจากสถานะ A ไปยังสถานะ B ดังนั้น ข้อ A จึงไม่ถูกต้อง B. ตาม $$ \frac { p V } { 273.15 + t } = C $$ รวมกับการขยายของ $D A$ ที่ผ่านจุดกำเนิด $O$ บ่งชี้ว่าความดันเพิ่มขึ้น ดังนั้น $B$ จึงไม่ถูกต้อง ค. ในระหว่างกระบวนการ $D \rightarrow A$, ก๊าซจะประสบกับการลดลงของอุณหภูมิ, พลังงานภายใน, และปริมาตร งานภายนอกถูกกระทำต่อก๊าซ ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ ก๊าซจะปล่อยความร้อนไปยังสิ่งแวดล้อม ดังนั้น ข้อ ค. จึงถูกต้อง ง. จากแผนภาพ ก๊าซเปลี่ยนสถานะจากสถานะ B ไปยังสถานะ C โดยมีอุณหภูมิคงที่และปริมาตรเพิ่มขึ้น ดังนั้นพลังงานภายในของก๊าซจึงไม่เปลี่ยนแปลง ก๊าซนี้ทำงานกับสิ่งแวดล้อม ตามกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ก๊าซดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมระหว่างกระบวนการนี้ $( - 273.150 )$ ดังนั้น $A \rightarrow B$ จึงไม่ถูกต้อง

Question 39: 40. ตามที่แสดงในแผนภาพ ก๊าซอุดมคติที่มีมวลคงที่เปลี่ยนสถานะจากสถานะ $A$ ผ่านสถานะ $B$, $C$ และ $D$ ก...

40. ตามที่แสดงในแผนภาพ ก๊าซอุดมคติที่มีมวลคงที่เปลี่ยนสถานะจากสถานะ $A$ ผ่านสถานะ $B$, $C$ และ $D$ ก่อนกลับสู่สถานะ Aในบรรดานี้ $A \rightarrow B$ และ $C \rightarrow D$ แทนกระบวนการไอโซเทอร์มอล ในขณะที่ $B \rightarrow C$ และ $D \rightarrow A$ แทนกระบวนการอะเดียแบติก (ซึ่งก๊าซไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม) นี่ถือเป็นวงจรคาร์โนต์ที่มีชื่อเสียง ข้อความใดต่อไปนี้เป็นความจริง? ( ) ![](/images/questions/phys-thermodynamics-first-law/image-018.jpg) วิชาฟิสิกส์มัธยมปลาย งานมอบหมาย, 30 ตุลาคม 2568

  • A. A. ในระหว่างกระบวนการ $A \rightarrow B$, ก๊าซดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมและใช้ทั้งหมดเพื่อทำงานภายนอก ซึ่งเป็นการละเมิดกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ B. ในระหว่างกระบวนการ $B \rightarrow C$, พลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซลดลง
  • B. B. ดังที่แสดงไว้ ก๊าซอุดมคติที่มีมวลคงที่เปลี่ยนสถานะจากสถานะ $A$ ผ่านสถานะ $B$, $C$, และ $D$ ก่อนกลับสู่สถานะ Aที่ $A \rightarrow B$ และ $C \rightarrow D$ แทนกระบวนการไอโซเทอร์มอล, $B \rightarrow C$ และ $D \rightarrow A$
  • C. C. ในระหว่างกระบวนการ จำนวนโมเลกุลที่ชนกับพื้นที่หน่วยของผนังภาชนะต่อหน่วยเวลาจะลดลง
  • D. D. ในระหว่างกระบวนการนี้ เส้นโค้งการกระจายความเร็วของโมเลกุลก๊าซไม่เปลี่ยนแปลง

Answer: B

Solution: A. ในระหว่าง $A \rightarrow B$, อุณหภูมิคงที่และพลังงานภายในไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้น ก๊าซจึงดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อมและใช้ทั้งหมดเพื่อทำงานภายนอก กระบวนการนี้จำเป็นต้องมีอิทธิพลจากภายนอก จึงก่อให้เกิดผลกระทบอื่น ๆ ที่ไม่ละเมิดกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ ตัวเลือก A ไม่ถูกต้อง B. $B \rightarrow C$ แสดงถึงกระบวนการไอโซไดอะแบติกที่ปริมาตรเพิ่มขึ้นในขณะที่ทำงานกับสิ่งแวดล้อม ตามกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ พลังงานภายในจะลดลงและอุณหภูมิจะลดลง ดังนั้นพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลแก๊สจะลดลง B ถูกต้อง C. $C \rightarrow D$ แทนกระบวนการที่อุณหภูมิคงที่ซึ่งการลดปริมาตรจะเพิ่มแรงดัน ในระดับจุลภาค จำนวนโมเลกุลที่ชนกันต่อหน่วยพื้นที่ของผนังภาชนะต่อหน่วยเวลาจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น C จึงไม่ถูกต้อง D. $D \rightarrow A$ แสดงถึงกระบวนการไอโซเทอร์มอลที่ปริมาตรลดลงและมีการทำงานภายนอกกระทำต่อแก๊ส ส่งผลให้พลังงานภายในเพิ่มขึ้น อุณหภูมิสูงขึ้น และพลังงานจลน์เฉลี่ยของโมเลกุลเพิ่มขึ้น เส้นโค้งการกระจายความเร็วของโมเลกุลแก๊สจะเปลี่ยนไป D ไม่ถูกต้อง
กลับไปที่หัวข้อ

First Law of Thermodynamics

热力学第一定律

39 คำถามฝึกหัด

ฝึกฝนกับโจทย์ภาษาจีนเพื่อเตรียมสอบ CSCA คุณสามารถเปิด/ปิดคำแปลได้ขณะฝึก

ภาพรวมหัวข้อ

กฎข้อแรกของเทอร์โมไดนามิกส์คือการนิยามทางเทอร์โมไดนามิกส์ของกฎการอนุรักษ์พลังงาน ซึ่งแสดงโดยสมการหลัก ΔU = Q + W ซึ่งหมายความว่า การเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในระบบเท่ากับผลรวมของพลังงานความร้อนที่ดูดซับและงานที่ทำโดยสิ่งแวดล้อมภายนอกต่อระบบ ในการสอบวิชาฟิสิกส์ CSCA แนวคิดนี้มักถูกประเมินร่วมกับสถานะการเปลี่ยนแปลงของแก๊สอุดมคติ (เช่น กระบวนการไอโซเทอร์มอล ไอโซบาริก และอะเดียแบติก) ผู้เข้าสอบจะต้องวิเคราะห์ความสัมพันธ์ของการเปลี่ยนแปลงพลังงานและกำหนดการเปลี่ยนแปลงในปริมาณทางกายภาพต่างๆ

จำนวนคำถาม:39

ประเด็นสำคัญ

  • 1การเข้าใจกฎเกณฑ์การสัญลักษณ์และความหมายทางกายภาพของพลังงานภายใน, ความร้อน, และการทำงาน
  • 2การเชี่ยวชาญการประยุกต์ใช้ ΔU = Q + W ในกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ต่าง ๆ
  • 3การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนสถานะของแก๊สอุดมคติและการเปลี่ยนแปลงพลังงาน
  • 4การกำหนดงานที่ทำและทิศทางการไหลของพลังงานโดยการวิเคราะห์แผนภาพ (เช่น แผนภาพ p-V)

เคล็ดลับการเรียน

ขอแนะนำให้ใช้การวิเคราะห์แผนภาพ p-V เพื่อชี้แจงความสัมพันธ์เชิงบวกและเชิงลบของความร้อน (Q), งาน (W) และการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายใน (ΔU) ในแต่ละกระบวนการ โดยให้ความสนใจกับความแตกต่างในกฎเกณฑ์ของสัญลักษณ์ระหว่าง "งานที่ทำโดยสิ่งแวดล้อมภายนอกต่อระบบ" และ "งานที่ทำโดยระบบต่อสิ่งแวดล้อมภายนอก"

ทำโจทย์เป็น ≠ สอบผ่าน

ข้อสอบจำลองฉบับเต็ม ตามหลักสูตรทางการ รวมหลายหัวข้อเหมือนสอบจริง

รับข้อสอบจำลอง →

แหล่งข้อมูลการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้อง

คู่มือฟิสิกส์
เอกสารเตรียมสอบฉบับสมบูรณ์
คำศัพท์ฟิสิกส์
ทบทวนคำศัพท์และแนวคิดที่เกี่ยวข้อง

สำรวจการฝึกหัดวิชาอื่นๆ:

ฝึกคณิตศาสตร์ฝึกเคมี