Isobaariline soojendamine: paisumine konstantsel rõhul

1 · Ennusta

Gaasi soojendatakse konstantsel rõhul, seega ta paisub (isobaariliselt). Kui sa lased tal paisuda suuremasse lõppruumalasse, kas gaas teeb oma ümbrusele rohkem tööd?

2 · Seadista

  1. Ava isobaarilise soojendamise eelseadistus ja vajuta Lähtesta. 1 mol gaasi alustab 24,9 L, 300 K, konstantsel rõhul.
  2. Lülita sisse kambris lõpptemperatuuri näit.
  3. Sea iga katse jaoks siht- (lõpp-) ruumala ning kirjuta üles lõpptemperatuur ja tehtud töö.

3 · Kogu andmeid

Lõppruumala V₂ (L)Gaasi poolt tehtud töö W_gas (J)Lõpptemperatuur T₂ (K)
32.43
39.91
49.89

Joonista lõpptemperatuur T₂ (y-telg) lõppruumala V₂ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas joon on sirge läbi origo?

4 · Analüüsi

  1. Arvuta ühes katses W_gas = P₁(V₂ − V₁), kasutades P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, seejärel T₂ = T₁·V₂/V₁. Võrdle mõlemat tabeliga.
  2. Selgita W_gas = P·ΔV abil, miks suurem ruumala muutus sama konstantse rõhu juures tähendab, et gaas teeb rohkem tööd.

5 · Laienda

  1. Sinu T₂-versus-V₂ joon on Charlesi seadus: konstantsel rõhul on ruumala ja absoluuttemperatuur otseselt võrdelised. Selgita, miks see järgneb otseselt PV = nRT-st, kui P hoitakse fikseerituna.
  2. Osa isobaarilisel soojendamisel lisatavast soojusest läheb töösse (paisumisse) ja osa sisemisse energiasse. Kumb saab üheaatomilise gaasi (f = 3) korral lisatud soojusest rohkem: tööliige või sisemise energia liige?

Selle eksperimendi füüsika

Isobaariline töö

Konstantsel rõhul võrdub paisuva gaasi tehtud töö lihtsalt rõhu ja ruumala muutuse korrutisega: W_gas = P·ΔV — rõhtsa joone all P-V diagrammil asuva ristküliku pindala.

← Tagasi eksperimendi juurde

Termodünaamika

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte