Isohooriline soojendamine: rõhu tõus konstantsel ruumalal

1 · Ennusta

Gaasi soojendatakse jäigas, suletud anumas, seega tema ruumala ei saa muutuda (isohooriliselt). Kuna gaas ei saa paisuda, kuhu läheb kogu lisatud soojus?

• Kogu soojus läheb sisemisse energiasse, sest konstantsel ruumalal tööd ei tehta.
• Suurem osa soojusest muutub tööks, kuigi anum on jäik.
• Soojus jaguneb töö ja sisemise energia vahel võrdselt, nagu teistes protsessides.

2 · Seadista

1. Ava isohoorilise soojendamise eelseadistus ja vajuta Lähtesta. 1 mol gaasi on suletud 0.0249 m³ juures, alustades 300 K.
2. Lülita sisse rõhu ja lisatud soojuse näidud.
3. Sea iga katse jaoks siht- (lõpp-) temperatuur ning kirjuta üles lõpprõhk ja lisatud soojus.

3 · Kogu andmeid

Joonista lisatud soojus Q (y-telg) lõpptemperatuuri T₂ (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks.

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses P₂ = nRT₂/V, kasutades n = 1 mol, V = 0.0249 m³, seejärel Q = (f/2)nR(T₂ − T₁), kasutades f = 3, T₁ = 300 K. Võrdle mõlemat tabeliga.
2. Kuna gaas ei saa paisuda (W_gas = 0), annab esimene seadus täpselt Q = ΔU. Selgita, miks iga džaul lisatud soojusest ilmub siin täielikult sisemise energiana, erinevalt isobaarilise soojendamise eksperimendist.

5 · Laienda

1. Sinu P₂-versus-T₂ seos on Gay-Lussaci seadus: konstantsel ruumalal on rõhk otseselt võrdeline absoluuttemperatuuriga. Selgita, miks see järgneb PV = nRT-st, kui V on fikseeritud.
2. Suletud kiirkeedukann küpsetab toitu kiiremini osaliselt sellepärast, et lõksus auru ei saa paisuda, seega rõhk (ja temperatuur) tõusevad sügavalt üle 100 °C. Kasuta selle eksperimendi seost, et selgitada, miks suletud jäik anum laseb temperatuuril sama soojushulga juures kõrgemale ronida kui avatud anum.

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte