Izotermické stlačování: práce při konstantní teplotě

1 · Predikuj

Plyn je stlačen do menšího objemu při udržované konstantní teplotě (izotermicky). Je potřeba víc práce k dalšímu stlačení?

• Stlačení do menšího konečného objemu vyžaduje méně práce.
• Stlačení do menšího konečného objemu vyžaduje víc práce (víc záporné Wgas).
• Potřebná práce je stejná bez ohledu na konečný objem.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu isothermal-compression a stiskni Resetovat. 1 mol plynu začíná na 49.9 L, 300 K.
2. Zapni odečet práce vykonané na plynu.
3. Nastav cílový (konečný) objem pro každý pokus a zapiš práci vykonanou plynem.

3 · Sbírej data

Vynes W_gas (osa y) proti ln(V₂/V₁) (osa x) pro své tři pokusy s V₁ = 49.9 L.

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) s n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Porovnej s tabulkou.
2. W_gas je záporné v každém pokusu. Vysvětli, co záporná hodnota fyzikálně znamená pro stlačovaný plyn a proč stlačení do menšího V₂ dělá W_gas zápornějším.

5 · Rozšiř

1. Protože ΔU = 0 pro každý izotermický děj (teplota se nemění), říká první zákon Q = W_gas i tady. Teče teplo do plynu, nebo z plynu během tohoto stlačování? Vysvětli pomocí své znaménkové konvence.
2. Aby plyn zůstal při stlačování na konstantní teplotě, potřebují skutečné experimenty tepelný zásobník ve styku s válcem. Vysvětli, proč by stlačování plyn zahřálo, kdyby ten zásobník nebyl.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky