Isochoric Heating: Pagtaas ng Pressure sa Constant na Volume
1 · Humula
Ang gas ay initin sa matigas at naka-seal na lalagyan, kaya hindi magbabago ang volume nito (isochoric). Dahil hindi makalawak ang gas, saan napupunta ang lahat ng idinagdag na init?
- Lahat ng init ay napupunta sa internal energy, dahil walang gawaing ginagawa sa constant na volume.
- Karamihan sa init ay nagiging gawain kahit matigas ang lalagyan.
- Nahahati nang pantay ang init sa gawain at internal energy, katulad ng ibang process.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang isochoric-heating preset at pindutin ang I-reset. 1 mol ng gas ang naka-seal sa 0.0249 m³, nagsisimula sa 300 K.
- I-enable ang pressure at heat-added readout.
- Itakda ang target (final) na temperatura sa bawat trial, at itala ang final na pressure at idinagdag na init.
3 · Mangulekta ng Data
| Final na temperatura T₂ (K) | Final na pressure P₂ (kPa) | Idinagdag na init Q (J) |
|---|---|---|
| 350.00 | ||
| 450.00 | ||
| 550.00 |
I-plot ang idinagdag na init Q (y-axis) laban sa final na temperatura T₂ (x-axis) para sa tatlong trial mo.
4 · Mag-analisa
- Para sa isang trial, kalkulahin ang P₂ = nRT₂/V gamit ang n = 1 mol, V = 0.0249 m³, tapos ang Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) gamit ang f = 3, T₁ = 300 K. Ihambing ang dalawa sa table.
- Dahil hindi makalawak ang gas (W_gas = 0), ang unang batas ay nagbibigay ng Q = ΔU nang eksakto. Ipaliwanag kung bakit ang bawat joule ng idinagdag na init ay buong nagiging internal energy dito, hindi tulad ng isobaric-heating experiment.
5 · Palawakin
- Ang ugnayang P₂-laban-sa-T₂ mo ay Batas ni Gay-Lussac: sa constant na volume, diretang proporsyonal ang pressure sa absolute na temperatura. Ipaliwanag kung bakit sumusunod ito sa PV = nRT kapag nakatakdang V.
- Ang naka-seal na pressure cooker ay mas mabilis magluto ng pagkain sa bahagi dahil hindi makalawak ang naipit na singaw, kaya lumalampas nang husto sa 100°C ang pressure (at temperatura). Gamitin ang ugnayan ng experiment na ito para ipaliwanag kung bakit ang naka-seal na matigas na lalagyan ay pinapatulong ang temperatura na umakyat nang mas mataas sa parehong input ng init kaysa bukas.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Isochoric Heating at Internal Energy
Sa constant na volume, walang gawaing ginagawa ang gas (W_gas = 0), kaya ang bawat joule ng idinagdag na init ay diretsong napupunta sa internal energy: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.