রুদ্ধতাপীয় প্রসারণ: তাপ হারানো ছাড়াই শীতল হওয়া

1 · প্রত্যাশা করুন

একটি গ্যাস দ্রুত প্রসারিত হয়, পরিবেশের সাথে তাপ বিনিময়ের সময় পায় না (রুদ্ধতাপীয়)। কোনো তাপ না ঢুকলে বা না বেরোলেও কি গ্যাসের তাপমাত্রা বদলায়?

• গ্যাসটি ঠান্ডা হয়ে যায় — নিজের অভ্যন্তরীণ শক্তি ব্যবহার করে এটি পরিবেশের ওপর কার্য করে।
• কোনো তাপ বিনিময় না হওয়ায় তাপমাত্রা একই থাকে।
• প্রসারিত হওয়ার সময় গ্যাসটি গরম হয়ে যায়।

2 · প্রস্তুতি

1. adiabatic-expansion প্রিসেট খুলে রিসেট চাপুন। 1 mol দ্বিপরমাণুক নাইট্রোজেন (f = 5) শুরু করে 24.9 L, 300 K থেকে।
2. চেম্বারে চূড়ান্ত-তাপমাত্রা রিডআউট চালু করুন।
3. প্রতিটি ট্রায়ালের জন্য লক্ষ্য (চূড়ান্ত) আয়তন সেট করুন, এবং চূড়ান্ত তাপমাত্রা ও সম্পাদিত কার্য রেকর্ড করুন।

3 · ডেটা সংগ্রহ করুন

আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য চূড়ান্ত আয়তন V₂ (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে চূড়ান্ত তাপমাত্রা T₂ (y-অক্ষ) প্লট করুন। রেখাটি কি নিচুর দিকে বেঁকে থাকে?

4 · বিশ্লেষণ করুন

1. একটি ট্রায়ালের জন্য γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L ধরে T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) নির্ণয় করুন। তারপর W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁)। দুটোই সারণির সাথে তুলনা করুন।
2. প্রতিটি ট্রায়ালে Q = 0, তাই প্রথম সূত্র দেয় ΔU = −W_gas ঠিক পড়ে। শক্তি সংরক্ষণের ভাষায় ব্যাখ্যা করুন, তাপ নিতে না পারলে ধনাত্মক কাজ করা প্রসারণশীল গ্যাসের ঠান্ডা হওয়া ছাড়া পথ নেই কেন।

5 · বিস্তার করুন

1. অ্যারোসল স্প্রের ক্যান ঠান্ডা লাগে, কারণ গ্যাস বেরিয়ে দ্রুত প্রসারিত হয় — পরিবেশের সাথে বেশি তাপ বিনিময়ের আগেই। ব্যাখ্যা করুন কেন এটি রুদ্ধতাপীয় শীতলীকরণের একটি বাস্তব (যদিও অনিয়ত) উদাহরণ।
2. এখানে আপনার চূড়ান্ত তাপমাত্রাগুলোকে isothermal-compression-এর বিপরীতের (একটি সমতাপীয় প্রসারণ) সাথে তুলনা করুন — একই আয়তন-পরিবর্তনের জন্য সমতাপীয় প্রক্রিয়া T ধ্রুব রাখে, কিন্তু এই রুদ্ধতাপীয় ক্ষেত্রে রাখে না। তাপ-বিনিময়ের অনুমান সরালে ফলাফল কেন বদলায়?

এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান

← পরীক্ষণে ফিরে যান