Ισοβαρή θέρμανση: Διαστολή σε σταθερή πίεση

1 · Πρόβλεψε

Ένα αέριο θερμαίνεται σε σταθερή πίεση, ώστε διαστέλλεται (ισοβαρώς). Αν το αφήσεις να διασταλεί σε μεγαλύτερο τελικό όγκο, παράγει το αέριο περισσότερο έργο στο περιβάλλον του;

• Μεγαλύτερος τελικός όγκος σημαίνει λιγότερο έργο από το αέριο.
• Το παραγόμενο έργο δεν εξαρτάται από τον τελικό όγκο.
• Μεγαλύτερος τελικός όγκος σημαίνει περισσότερο έργο από το αέριο.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή isobaric-heating και πάτησε Επαναφορά. 1 mol αερίου ξεκινά στα 24.9 L, 300 K, σε σταθερή πίεση.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη τελικής θερμοκρασίας στον θάλαμο.
3. Ρύθμισε τον στόχο (τελικό) όγκο για κάθε δοκιμή, και κατέγραψε την τελική θερμοκρασία και το έργο που παραχθηκε.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε την τελική θερμοκρασία T₂ (άξονας y) έναντι του τελικού όγκου V₂ (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία και περνά από την αρχή των αξόνων;

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε W_gas = P₁(V₂ − V₁) χρησιμοποιώντας P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, μετά T₂ = T₁·V₂/V₁. Σύγκρινε και τα δύο με τον πίνακα.
2. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας W_gas = P·ΔV, γιατί μεγαλύτερη μεταβολή όγκου στην ίδια σταθερή πίεση σημαίνει περισσότερο έργο από το αέριο.

5 · Επέκταση

1. Η γραμμή σου T₂-vs-V₂ είναι ο νόμος Charles: σε σταθερή πίεση, όγκος και απόλυτη θερμοκρασία είναι ευθέως ανάλογοι. Εξήγησε γιατί αυτό προκύπτει ευθέως από το PV = nRT όταν το P κρατείται σταθερό.
2. Μέρος της θερμότητας που προσθέτεις κατά την ισοβαρή θέρμανση πηγαίνει σε έργο (διαστολή) και μέρος σε εσωτερική ενέργεια. Ποιο παίρνει περισσότερο από τη προστιθέμενη θερμότητα για μονοατομικό αέριο (f = 3): ο όρος έργου ή ο όρος εσωτερικής ενέργειας;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής