Izobár fűtés: tágulás állandó nyomáson

1 · Jóslás

Egy gázt állandó nyomáson melegítenek, tehát tágul (izobár). Ha nagyobb végtérfogatig engeded tágulni, több munkát végez a gáz a környezetén?

• A nagyobb végtérfogat kevesebb munkát jelent.
• A végzett munka nem függ a végtérfogattól.
• A nagyobb végtérfogat több, a gáz által végzett munkát jelent.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg az isobaric-heating előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. 1 mól gáz indul 24.9 L-nél, 300 K-on, állandó nyomáson.
2. Engedélyezd a véghőmérséklet-kijelzőt a kamrán.
3. Állítsd be a cél (vég) térfogatot minden mérésnél, és rögzítsd a véghőmérsékletet és a végzett munkát.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a T₂ véghőmérsékletet (y-tengely) a V₂ végtérfogattal (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a W_gas = P₁(V₂ − V₁)-t P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa használatával, majd T₂ = T₁·V₂/V₁. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
2. Magyarázd meg a W_gas = P·ΔV segítségével, miért jelent több, a gáz által végzett munkát egy nagyobb térfogatváltozás ugyanazon állandó nyomáson.

5 · Kiterjesztés

1. A T₂–V₂ egyenesed a Charles-törvény: állandó nyomáson a térfogat és az abszolút hőmérséklet közvetlenül arányos. Magyarázd meg, miért következik ez közvetlenül a PV = nRT-ből, ha P rögzített.
2. Az izobár fűtés során közölt hő egy része munkába (tágulásba), egy része belső energiába megy. Melyik kap többet a közölt hőből egyatomos gáznál (f = 3): a munkatag vagy a belsőenergia-tag?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap