Thermodynamica

Eerste zit 2005 - 2006, Versie 1

Vraag 1

Beschouw een gas van N onafhankelijke vrije deeltjes in een volume V (met N zeer groot). Elk deeltje bevindt zich in één niet-ontaard energieniveau, en de drie energieniveaus zijn $-ϵ$, 0 en $ϵ$. Het systeem is in contact met een warmtebad van temperatuur T.

Schat de energie van het systeem.

Vraag 2

Beschouw een mono-atomisch ideaal gas met beginvolume $2V_i$ en begintemperatuur $T_i$ dat een isotherme compressie naar volume $V_i$ ondergaat, daarna een isochoor proces tot temperatuur $3T_i$, een isoterm proces tot volume $2V_i$ en opnieuw een isochoor proces tot temperatuur $T_i$. Bepaal de netto energie die opgenomen werd door de machine, bepaal de efficiëntie en teken een pV - diagram.

Vraag 3

Bepaal de arbeid verricht door een van der Waals-gas bij isotherme expansie en vergelijk met die van een ideaal gas. De toestandsvergelijking van een van der Waals-gas is $(p-\frac{a}{V^2})(V-b)=nRT$ voor zekere constanten a en b.