आइसोबैरिक ताप: लगातार दाब पर विस्तार
1 · भविष्यवाणी
किसी गैस को स्थिर दाब पर गर्म किया जाता है, इसलिए वह फैलती है (आइसोबैरिक)। यदि आप इसे बड़े अंतिम आयतन तक फैलने देते हैं, तो क्या गैस अपने परिवेश पर अधिक कार्य करती है?
- अधिक अंतिम आयतन का अर्थ है गैस द्वारा किया गया कम कार्य।
- किया गया कार्य अंतिम मात्रा पर निर्भर नहीं करता है।
- अधिक अंतिम आयतन का अर्थ है गैस द्वारा किया गया अधिक कार्य।
2 · सेट अप
- isobaric-heating प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। 1 मोल गैस निरंतर दाब पर 24.9 L, 300 K से शुरू होती है।
- चैम्बर पर final-temperature रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए लक्ष्य (अंतिम) मात्रा निर्धारित करें, और अंतिम तापमान और किए गए कार्य को रिकॉर्ड करें।
3 · डेटा एकत्रित करें
| अंतिम वॉल्यूम V₂ (L) | गैस W_gas द्वारा किया गया कार्य (J) | अंतिम तापमान T₂ (K) |
|---|---|---|
| 32.43 | ||
| 39.91 | ||
| 49.89 |
अपने तीन परीक्षणों के लिए अंतिम तापमान T₂ (y-अक्ष) को अंतिम मात्रा V₂ (x-अक्ष) के विरुद्ध प्लॉट करें। क्या रेखा मूल बिन्दु से होकर सीधी जाती है?
4 · विश्लेषण करें
- एक परीक्षण के लिए, P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa का उपयोग करके W_gas = P₁(V₂ - V₁) की गणना करें, फिर T₂ = T₁·V₂/V₁. दोनों की तुलना तालिका से करें।
- W_gas = P·ΔV, का उपयोग करके समझाएं कि समान स्थिर दाब पर बड़े आयतन परिवर्तन का मतलब गैस द्वारा किया गया अधिक कार्य क्यों है।
5 · विस्तार
- आपकी T₂-vs-V₂ लाइन चार्ल्स का नियम है: स्थिर दाब पर, आयतन और निरपेक्ष तापमान सीधे आनुपातिक होते हैं। बताएं कि जब P को स्थिर रखा जाता है तो यह सीधे PV = nRT से क्यों अनुसरण करता है।
- …एक एकपरमाणुक गैस (f = 3) के लिए कौन जोड़ी गई ऊष्मा का अधिक भाग लेता है: कार्य पद या आंतरिक-ऊर्जा पद?
इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी
समदाब रेखीय कार्य
नियत दाब पर फैलती गैस द्वारा किया गया कार्य केवल दाब गुणा आयतन-परिवर्तन होता है: W_gas = P·ΔV — P-V आरेख पर क्षैतिज रेखा के नीचे का आयताकार क्षेत्रफल।
ऊष्मागतिकी
- आदर्श गैस नियम: दाब, आयतन और तापमान
- गतिज सिद्धांत: तापमान और आणविक गति
- इज़ोटेर्मल संपीड़न: स्थिर तापमान पर किया गया कार्य
- आइसोचोरिक तापन: स्थिर आयतन पर दाब बढ़ना
- रुद्धोष्म विस्तार: गर्मी खोए बिना ठंडा करना
- कैलोरीमिति: गर्म और ठंडे का मिश्रण
- थर्मल चालन: एक बार के माध्यम से गर्मी का प्रवाह
- कार्नोट चक्र: अधिकतम संभव इंजन दक्षता
- ओटो साइकिल: एक गैसोलीन इंजन का आदर्श मॉडल
- उलटा कार्नोट चक्र: एक रेफ्रिजरेटर
- स्टर्लिंग चक्र: पुनर्जनन के साथ इज़ोटेर्मल पैर
- प्रतिवर्ती इज़ोटेर्मल विस्तार में एन्ट्रॉपी परिवर्तन