Ισόθερμη συμπίεση: Έργο σε σταθερή θερμοκρασία

1 · Πρόβλεψε

Ένα αέριο συμπιέζεται σε μικρότερο όγκο ενώ η θερμοκρασία του κρατείται σταθερή (ισόθερμη). Απαιτείται περισσότερο έργο για να συμπιεστεί περαιτέρω;

• Η συμπίεση σε μικρότερο τελικό όγκο απαιτεί λιγότερο έργο.
• Η συμπίεση σε μικρότερο τελικό όγκο απαιτεί περισσότερο έργο (πιο αρνητικό Wgas).
• Το απαιτούμενο έργο είναι ίδιο ό,τι κι αν είναι ο τελικός όγκος.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή isothermal-compression και πάτησε Επαναφορά. 1 mol αερίου ξεκινά στα 49.9 L, 300 K.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη έργου που ασκήθηκε στο αέριο.
3. Ρύθμισε τον στόχο (τελικό) όγκο για κάθε δοκιμή και κατέγραψε το έργο που παρήγαγε το αέριο.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε το W_gas (άξονας y) έναντι του ln(V₂/V₁) (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου, χρησιμοποιώντας V₁ = 49.9 L.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) χρησιμοποιώντας n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Το W_gas είναι αρνητικό σε κάθε δοκιμή. Εξήγησε τι σημαίνει φυσικά αρνητική τιμή για αέριο που συμπιέζεται, και γιατί η συμπίεση σε μικρότερο V₂ κάνει το W_gas πιο αρνητικό.

5 · Επέκταση

1. Εφόσον ΔU = 0 για κάθε ισόθερμη διεργασία (η θερμοκρασία δεν αλλάζει), ο πρώτος νόμος λέει Q = W_gas και εδώ. Ρέει θερμότητα μέσα ή έξω από το αέριο κατά αυτή τη συμπίεση; Εξήγησε χρησιμοποιώντας τη σύμβαση προσήμου σου.
2. Για να κρατήσεις το αέριο σε σταθερή θερμοκρασία ενώ το συμπιέζεις, τα πραγματικά πειράματα χρειάζονται δεξαμενή θερμότητας σε επαφή με τον κύλινδρο. Εξήγησε γιατί η συμπίεση θα θέρμαινε το αέριο αν δεν υπήρχε εκείνη η δεξαμενή.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής