Compressió isoterm: treball fet en temperatura constant

1 · Prediu

Un gas es comprimeix fins a un volum més petit mantenint-ne la temperatura constant (isoterm). Cal més treball per comprimir-lo més?

• Comprimir fins a un volum final més petit requereix menys treball.
• Comprimir fins a un volum final més petit requereix més treball (un Wgas més negatiu).
• El treball necessari és el mateix sigui quin sigui el volum final.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Compressió isoterm» i prem Restableix. 1 mol de gas comença a 49.9 L, 300 K.
2. Activa la lectura de treball fet sobre el gas.
3. Defineix el volum objectiu (final) per a cada prova i enregistra el treball fet pel gas.

3 · Recull dades

Representa W_gas (eix y) contra ln(V₂/V₁) (eix x) per a les tres proves, amb V₁ = 49.9 L.

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) amb n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Compara-ho amb la taula.
2. W_gas és negatiu a cada prova. Explica què significa físicament un valor negatiu per a un gas que es comprimeix, i per què comprimir fins a un V₂ més petit fa W_gas més negatiu.

5 · Amplia

1. Com que ΔU = 0 en tot procés isoterm (la temperatura no canvia), la primera llei diu Q = W_gas aquí també. La calor entra o surt del gas durant aquesta compressió? Explica-ho amb la teva convenció de signes.
2. Per mantenir el gas a temperatura constant mentre es comprimeix, els experiments reals necessiten un dipòsit tèrmic en contacte amb el cilindre. Explica per què la compressió escalfaria el gas si aquell dipòsit no hi fos.

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles