Adiabatic Expansion: Paglamig nang Walang Nawawalang Init

1 · Humula

Ang gas ay lumalawak nang mabilis, na walang oras para makipagpalitan ng init sa paligid (adiabatic). Bago ba ang temperatura ng gas kahit walang init na pumapasok o lumalabas?

• Pumapalamig ang gas — gumagawa ito ng gawain sa paligid gamit ang sarili nitong internal energy.
• Pareho ang temperatura, dahil walang ipinagpapalit na init.
• Nag-iinit ang gas habang lumalawak.

2 · Mag-set Up

1. Buksan ang adiabatic-expansion preset at pindutin ang I-reset. 1 mol ng diatomic na nitrogen (f = 5) ang nagsisimula sa 24.9 L, 300 K.
2. I-enable ang final-temperature readout sa chamber.
3. Itakda ang target (final) na volume sa bawat trial, at itala ang final na temperatura at gawaing ginawa.

3 · Mangulekta ng Data

I-plot ang final na temperatura T₂ (y-axis) laban sa final na volume V₂ (x-axis) para sa tatlong trial mo. Kumukurba ba pababa ang linya?

4 · Mag-analisa

1. Para sa isang trial, kalkulahin ang T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) gamit ang γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L. Tapos kalkulahin ang W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁). Ihambing ang dalawa sa table.
2. Sa Q = 0 sa bawat trial, ang unang batas ay nagbibigay ng ΔU = −W_gas nang eksakto. Ipaliwanag, sa termino ng konserbasyon ng enerhiya, kung bakit ang lumalawak na gas na gumagawa ng positibong gawain ay dapat pumalamig kapag hindi ito makahila ng init.

5 · Palawakin

1. Malamig sa pakiramdam ang aerosol spray can habang bumubulusot at mabilis lumalawak ang gas — mabilis masyado para makipagpalitan ng maraming init sa paligid. Ipaliwanag kung bakit ito tunay (kahit di-perpekto) na halimbawa ng adiabatic cooling.
2. Ihambing ang mga final na temperatura mo rito sa ibibigay ng kabaliktaran ng isothermal-compression (isothermal expansion) para sa parehong pagbabago ng volume: constant ang T ng isothermal, pero hindi ito sa adiabatic case na ito. Bakit nagbabago ang kinalabasan kapag inalis ang assumsyon ng heat exchange?

Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito

← Bumalik sa experiment