সমআয়তনিক উত্তপ্তকরণ: স্থির আয়তনে চাপ-বৃদ্ধি
1 · প্রত্যাশা করুন
দৃঢ়, বদ্ধ পাত্রে গ্যাস গরম করা হয়, তাই আয়তন বদলাতে পারে না (সমআয়তনিক)। গ্যাস প্রসারিত হতে না পেরে যোগ করা সব তাপ কোথায় যায়?
- স্থির আয়তনে কোনো কার্য হয় না বলে সব তাপ অভ্যন্তরীণ শক্তিতে যায়।
- পাত্র দৃঢ় হলেও বেশিরভাগ তাপ কার্য হয়ে যায়।
- তাপ কার্য ও অভ্যন্তরীণ শক্তিতে সমান ভাগ হয়, অন্য প্রক্রিয়ার মতো।
2 · প্রস্তুতি
- isochoric-heating প্রিসেটটি খুলে রিসেট চাপুন। 1 mol গ্যাস 0.0249 m³-এ বদ্ধ, 300 K থেকে শুরু।
- চাপ ও যোগকৃত-তাপ রিডআউট চালু করুন।
- প্রতিটি ট্রায়ালের জন্য লক্ষ্য (চূড়ান্ত) তাপমাত্রা সেট করুন, এবং চূড়ান্ত চাপ ও যোগকৃত তাপ রেকর্ড করুন।
3 · ডেটা সংগ্রহ করুন
| চূড়ান্ত তাপমাত্রা T₂ (K) | চূড়ান্ত চাপ P₂ (kPa) | যোগকৃত তাপ Q (J) |
|---|---|---|
| 350.00 | ||
| 450.00 | ||
| 550.00 |
আপনার তিনটি ট্রায়ালের জন্য চূড়ান্ত তাপমাত্রা T₂ (x-অক্ষ)-এর বিপরীতে যোগকৃত তাপ Q (y-অক্ষ) প্লট করুন।
4 · বিশ্লেষণ করুন
- একটি ট্রায়ালের জন্য n = 1 mol, V = 0.0249 m³ ধরে P₂ = nRT₂/V, তারপর f = 3, T₁ = 300 K সহ Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) নির্ণয় করুন। দুটোই সারণির সাথে তুলনা করুন।
- গ্যাস প্রসারিত হতে পারে না (W_gas = 0), তাই প্রথম সূত্র দেয় Q = ΔU ঠিক পড়ে। সমচাপীয় পরীক্ষণের মতো নয়, এখানে যোগ করা প্রতিটি জুল কেন পুরোপুরি অভ্যন্তরীণ শক্তি হয়ে ওঠে তা ব্যাখ্যা করুন।
5 · বিস্তার করুন
- আপনার P₂-বনাম-T₂ সম্পর্কটি গে-লুসাকের সূত্র: ধ্রুব আয়তনে চাপ পরম তাপমাত্রার সমানুপাতিক। V স্থির রাখলে এটি PV = nRT থেকে কীভাবে আসে তা ব্যাখ্যা করুন।
- বদ্ধ প্রেশার কুকার আংশিক দ্রুত খাবার রান্না করে কারণ আটকানো বাষ্প প্রসারিত হতে পারে না, তাই চাপ (ও তাপমাত্রা) 100°C-এর অনেক ওপরে ওঠে। এই পরীক্ষণের সম্পর্ক দিয়ে ব্যাখ্যা করুন কেন বদ্ধ দৃঢ় পাত্রে একই তাপ ইনপুটে তাপমাত্রা খোলা পাত্রের চেয়ে বেশি উঠতে পারে।
এই পরীক্ষণের পেছনের পদার্থবিজ্ঞান
সমআয়তনিক উত্তপ্তকরণ ও অভ্যন্তরীণ শক্তি
ধ্রুব আয়তনে গ্যাস কাজ করে না (W_gas = 0), তাই যোগ করা প্রতিটি জুল তাপ সরাসরি অভ্যন্তরীণ শক্তিতে যায়: Q = ΔU = (f/2)nRΔT।