Изотермична компресия: работа при постоянна температура

1 · Предскажи

Газ се компресира до по-малък обем, докато температурата му се държи постоянна (изотермично). Изисква ли се повече работа за компресиране още по-надолу?

• Компресирането до по-малък краен обем изисква по-малко работа.
• Компресирането до по-малък краен обем изисква повече работа (по-отрицателно Wgas).
• Нужната работа е същата независимо от крайния обем.

2 · Постановка

1. Отвори настройката изотермична компресия и натисни Нулирай. 1 mol газ започва на 49.9 L, 300 K.
2. Включи показанието за извършена работа върху газа.
3. Задай целевия (краен) обем за всеки опит и запиши работата, извършена от газа.

3 · Събери данни

Чертай W_gas (ос y) спрямо ln(V₂/V₁) (ос x) за трите си опита, с V₁ = 49.9 L.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) с n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Сравни с таблицата.
2. W_gas е отрицателен във всеки опит. Обясни какво означава физически отрицателна стойност за газ, който се компресира, и защо компресирането до по-малко V₂ прави W_gas по-отрицателен.

5 · Надгради

1. Понеже ΔU = 0 за всеки изотермичен процес (температурата не се променя), първият закон казва Q = W_gas и тук. Тече ли топлина навътре или навън от газа по време на тази компресия? Обясни със знаковата си конвенция.
2. За да държи газа при постоянна температура, докато го компресира, реалните експерименти се нуждаят от топлинен резервоар в контакт с цилиндъра. Обясни защо компресията би нагряла газа, ако този резервоар го нямаше.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат