आइसोचोरिक तापन: स्थिर आयतन पर दाब बढ़ना

1 · भविष्यवाणी

एक गैस को एक कठोर, सीलबंद कंटेनर में गर्म किया जाता है, इसलिए इसकी मात्रा बदल नहीं सकती (आइसोकोरिक)। चूँकि गैस फैल नहीं सकती, सारी अतिरिक्त ऊष्मा कहाँ चली जाती है?

• सारी ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा में चली जाती है, क्योंकि कोई भी कार्य स्थिर आयतन पर नहीं होता है।
• कंटेनर कठोर होने पर भी अधिकांश ऊष्मा कार्यशील हो जाती है।
• गर्मी अन्य प्रक्रियाओं की तरह ही कार्य और आंतरिक ऊर्जा के बीच समान रूप से विभाजित होती है।

2 · सेट अप

1. isochoric-heating प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। 1 मोल गैस को 300 K से शुरू करके 0.0249 m³, पर सील कर दिया जाता है।
2. दाब और heat-added रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए लक्ष्य (अंतिम) तापमान निर्धारित करें, और अंतिम दाब और जोड़ी गई गर्मी को रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

आपके तीन परीक्षणों के लिए अंतिम तापमान T₂ (x-अक्ष) के विरुद्ध प्लॉट हीट जोड़ा गया Q (y-अक्ष)।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, n = 1 mol, V = 0.0249 m³, का उपयोग करके P₂ = nRT₂/V की गणना करें, फिर f = 3, T₁ = का उपयोग करके Q = (f/2)nR(T₂ - T₁) की गणना करें। 300 K. दोनों की तुलना तालिका से करें।
2. चूँकि गैस फैल नहीं सकती (W_gas = 0 ), पहला नियम बिल्कुल Q = ΔU देता है। बताएं कि isobaric-heating प्रयोग के विपरीत, अतिरिक्त गर्मी का प्रत्येक जूल यहाँ पूरी तरह से आंतरिक ऊर्जा के रूप में क्यों दिखाई देता है।

5 · विस्तार

1. आपका P₂-vs-T₂ संबंध गे-लुसाक का नियम है: स्थिर आयतन पर, दाब पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक होता है। बताएं कि जब V स्थिर है तो यह PV = nRT का अनुसरण क्यों करता है।
2. एक सीलबंद प्रेशर कुकर भोजन को तेजी से गर्म करता है क्योंकि फंसी हुई भाप फैल नहीं सकती है, इसलिए दाब (और तापमान) 100 °C से काफी ऊपर बढ़ जाता है। इस प्रयोग के संबंध का उपयोग यह समझाने के लिए करें कि एक सीलबंद कठोर कंटेनर खुले कंटेनर की तुलना में समान ताप इनपुट के लिए तापमान को अधिक क्यों चढ़ने देता है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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