Izotermna kompresija: rad pri stalnoj temperaturi

1 · Predviđanje

Plin se sažima na manji volumen dok mu temperatura ostaje stalna (izotermno). Treba li više rada za sažimanje na još manje?

• Sažimanje na manji konačni volumen zahtijeva manje rada.
• Sažimanje na manji konačni volumen zahtijeva više rada (negativniji Wgas).
• Potrebni rad isti je bez obzira na konačni volumen.

2 · Postava

1. Otvori postav isothermal-compression i pritisni Resetiraj. 1 mol plina počinje na 49.9 L, 300 K.
2. Omogući očitanje rada izvršenog na plinu.
3. Postavi ciljni (konačni) volumen za svaki pokušaj i zabilježi rad izvršen od strane plina.

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj W_gas (y-os) naspram ln(V₂/V₁) (x-os) za svoja tri pokušaja, koristeći V₁ = 49.9 L.

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) koristeći n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Usporedi s tablicom.
2. W_gas je negativan u svakom pokušaju. Objasni što negativna vrijednost fizikalno znači za plin koji se sažima i zašto sažimanje na manji V₂ čini W_gas negativnijim.

5 · Proširenje

1. Budući da je ΔU = 0 za svaki izotermni proces (temperatura se ne mijenja), prvi zakon kaže Q = W_gas i ovdje. Teče li toplina u plin ili iz plina tijekom ove kompresije? Objasni koristeći svoju konvenciju predznaka.
2. Da bi plin ostao na stalnoj temperaturi tijekom sažimanja, stvarni pokusi trebaju toplinski spremnik u kontaktu s cilindrom. Objasni zašto bi kompresija zagrijala plin kad tog spremnika ne bi bilo.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis