आदर्श गैस नियम: दाब, आयतन और तापमान
1 · भविष्यवाणी
गैस की एक निश्चित मात्रा को एक कठोर कंटेनर में सील कर दिया जाता है। यदि आप इसे गर्म करते हैं, तो इसके दाब पर क्या प्रभाव पड़ता है?
- तापमान बढ़ने पर दाब कम हो जाता है।
- तापमान के साथ आनुपातिक रूप से दाब बढ़ता है।
- दाब तापमान पर निर्भर नहीं करता.
2 · सेट अप
- ideal-gas-sandbox प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। 1 आर्गन का मोल 0.0249 m³. की एक निश्चित मात्रा भरता है
- चैम्बर पर दाब रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए गैस का तापमान निर्धारित करें और दाब रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| तापमान टी (K) | आंतरिक ऊर्जा यू (J) | दाब पी (kPa) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 450.00 | ||
| 600.00 |
अपने तीन परीक्षणों के लिए तापमान T (x-अक्ष) के विरुद्ध दाब P (y-अक्ष) प्लॉट करें। क्या रेखा मूल बिन्दु से होकर सीधी जाती है?
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. का उपयोग करके P = nRT/V की गणना करें, तालिका से तुलना करें।
- बताएं कि गैस की निश्चित मात्रा और मात्रा पर दाब और निरपेक्ष तापमान सीधे आनुपातिक क्यों होते हैं।
5 · विस्तार
- आदर्श गैस नियम के लिए केल्विन में तापमान की आवश्यकता होती है, सेल्सियस में नहीं। बताएं कि सेल्सियस (जो नकारात्मक और शून्य मानों की अनुमति देता है) का उपयोग करने से आपको मिली प्रत्यक्ष आनुपातिकता क्यों टूट जाएगी।
- आपका internal-energy कॉलम भी निश्चित आयतन पर तापमान के साथ बढ़ता है। U = (f/2)nRT, का उपयोग करके समझाएं कि स्थिर मात्रा में गैस की एक निश्चित मात्रा को गर्म करने से इसका दाब और इसकी आंतरिक ऊर्जा दोनों एक साथ क्यों बढ़ जाती है।
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
आदर्श गैस नियम
आदर्श गैस के n मोल के लिए, दाब, आयतन और तापमान को P·V = n·R·T. द्वारा एक साथ लॉक किया जाता है। निश्चित n और V पर, दाब पूर्ण तापमान के सीधे अनुपात में बढ़ता है।
एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा
एक आदर्श गैस की आंतरिक ऊर्जा केवल उसके तापमान (और स्वतंत्रता की डिग्री f) पर निर्भर करती है, दाब या आयतन पर अलग से नहीं: U = (f/2)nRT.