Izobarno zagrijavanje: širenje pri stalnom tlaku

1 · Predviđanje

Plin se zagrijava pri stalnom tlaku, pa se širi (izobarno). Ako ga pustiš da se raširi na veći konačni volumen, vrši li plin više rada na okolinu?

2 · Postava

  1. Otvori postav isobaric-heating i pritisni Resetiraj. 1 mol plina počinje na 24.9 L, 300 K, pri stalnom tlaku.
  2. Omogući očitanje konačne temperature na komori.
  3. Postavi ciljni (konačni) volumen za svaki pokušaj i zabilježi konačnu temperaturu i rad.

3 · Prikupljanje podataka

Konačni volumen V₂ (L)Rad plina W_gas (J)Konačna temperatura T₂ (K)
32.43
39.91
49.89

Nacrtaj konačnu temperaturu T₂ (y-os) naspram konačnog volumena V₂ (x-os) za svoja tri pokušaja. Je li crta pravac kroz ishodište?

4 · Analiza

  1. Za jedan pokušaj izračunaj W_gas = P₁(V₂ − V₁) koristeći P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, zatim T₂ = T₁·V₂/V₁. Usporedi oba s tablicom.
  2. Objasni, koristeći W_gas = P·ΔV, zašto veća promjena volumena pri istom stalnom tlaku znači više rada plina.

5 · Proširenje

  1. Tvoja crta T₂ naspram V₂ je Charlesov zakon: pri stalnom tlaku, volumen i apsolutna temperatura izravno su razmjerni. Objasni zašto to izravno slijedi iz PV = nRT kad je P fiksno.
  2. Dio topline koji dodaješ tijekom izobarnog zagrijavanja ide u rad (širenje), a dio u unutarnju energiju. Koja dobiva više dodane topline za monoatomni plin (f = 3): član rada ili član unutarnje energije?

Fizika iza ovog pokusa

Izobarni rad

Pri stalnom tlaku, rad koji šireći plin vrši jednostavno je tlak puta promjena volumena: W_gas = P·ΔV — površina pravokutnika ispod horizontalne crte na P-V dijagramu.

← Natrag na pokus

Termodinamika

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis