Izohorno zagrijavanje: porast tlaka pri stalnom volumenu

1 · Predviđanje

Plin se zagrijava u krutom, zatvorenom spremniku, pa se volumen ne može mijenjati (izohorno). Budući da se plin ne može širiti, gdje odlazi sva dodana toplina?

• Sva toplina ide u unutarnju energiju, jer se pri stalnom volumenu ne vrši rad.
• Većina topline postaje rad iako je spremnik krut.
• Toplina se ravnomjerno dijeli između rada i unutarnje energije, kao u drugim procesima.

2 · Postava

1. Otvori postav isochoric-heating i pritisni Resetiraj. 1 mol plina zatvoren je na 0.0249 m³, počinje na 300 K.
2. Omogući očitanja tlaka i dodane topline.
3. Postavi ciljnu (konačnu) temperaturu za svaki pokušaj i zabilježi konačni tlak i dodanu topline.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj dodanu topline Q (y-os) naspram konačne temperature T₂ (x-os) za svoja tri pokušaja.

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj P₂ = nRT₂/V koristeći n = 1 mol, V = 0.0249 m³, zatim Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) koristeći f = 3, T₁ = 300 K. Usporedi oba s tablicom.
2. Budući da se plin ne može širiti (W_gas = 0), prvi zakon daje Q = ΔU točno. Objasni zašto se ovdje svaki džul dodane topline pojavljuje u cijelosti kao unutarnja energija, za razliku od izobarnog zagrijavanja.

5 · Proširenje

1. Tvoj odnos P₂ naspram T₂ je Gay-Lussacov zakon: pri stalnom volumenu, tlak je izravno razmjeran apsolutnoj temperaturi. Objasni zašto to slijedi iz PV = nRT kad je V fiksno.
2. Zatvoreni lonac pod tlakom brže kuha hranu dijelom jer uhvaćena para ne može širiti, pa tlak (i temperatura) rastu iznad 100°C. Koristi odnos ovog pokusa za objašnjenje zašto zatvoren kruti spremnik pušta temperaturu da se penje više za isti ulaz topline nego otvoreni.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis