Isoterminen tiivistys: tehty työ vakiolämpötilassa

1 · Ennusta

Kaasu tiivistetään pienempään tilavuuteen, kun sen lämpötilaa pidetään vakiona (isoterminen). Vaatiiko pidemmälle tiivistäminen enemmän työtä?

• Tiivistäminen pienempään lopputilavuuteen vaatii vähemmän työtä.
• Tiivistäminen pienempään lopputilavuuteen vaatii enemmän työtä (negatiivisempi Wgas).
• Tarvittava työ on sama riippumatta lopputilavuudesta.

2 · Kokoa

1. Avaa isoterminen tiivistys -esiasetus ja paina Nollaa. 1 mol kaasua alkaa arvoista 49.9 L, 300 K.
2. Ota käyttöön kaasuun tehty työ -lukema.
3. Aseta tavoite (loppu)tilavuus jokaiselle suoritukselle ja kirjaa kaasun tekemä työ.

3 · Kerää data

Kuvaa W_gas (y-akseli) arvoa ln(V₂/V₁) vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi käyttäen V₁ = 49.9 L.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) arvoilla n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Vertaa taulukkoon.
2. W_gas on negatiivinen jokaisessa suorituksessa. Selitä, mitä negatiivinen arvo tarkoittaa fysikaalisesti tiivistettävälle kaasulle, ja miksi pienempään V₂:een tiivistäminen tekee W_gas:sta negatiivisemman.

5 · Laajenna

1. Koska ΔU = 0 mille tahansa isotermeelle prosessille (lämpötila ei muutu), ensimmäinen laki sanoo myös tässä Q = W_gas. Viruu lämpö kaasuun vai kaasusta tässä tiivistyksessä? Selitä etumerkkisopimuksesi avulla.
2. Kaasun pitämiseksi vakiolämpötilassa tiivistämisen aikana todelliset kokeet tarvitsevat lämpösäiliön kosketuksessa sylinteriin. Selitä, miksi tiivistys lämmittäisi kaasua, jos kyseinen säiliö ei olisi siellä.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia