Izoterm összenyomás: állandó hőmérsékleten végzett munka

1 · Jóslás

Egy gázt kisebb térfogatra összenyomnak, miközben a hőmérsékletét állandóan tartják (izoterm). Több munka kell-e a további összenyomáshoz?

• A kisebb végtérfogatra történő összenyomás kevesebb munkát igényel.
• A kisebb végtérfogatra történő összenyomás több munkát igényel (még negatívabb Wgas).
• A szükséges munka ugyanaz, bármekkora a végtérfogat.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg az isothermal-compression előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. 1 mól gáz indul 49.9 L-nél, 300 K-on.
2. Engedélyezd a gázon végzett munka kijelzőt.
3. Állítsd be a cél (vég) térfogatot minden mérésnél, és rögzítsd a gáz által végzett munkát.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a W_gas-t (y-tengely) a ln(V₂/V₁)-nel (x-tengely) szemben a három mérésedhez, V₁ = 49.9 L használatával.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a W_gas = nRT·ln(V₂/V₁)-t n = 1 mól, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
2. A W_gas minden mérésben negatív. Magyarázd meg, mit jelent fizikailag a negatív érték egy összenyomott gáznál, és miért válik a W_gas negatívabbá egy kisebb V₂-re történő összenyomásnál.

5 · Kiterjesztés

1. Mivel izoterm folyamatban ΔU = 0 (a hőmérséklet nem változik), az első főtétele szerint itt Q = W_gas. Hő áramlik be vagy ki a gázból ezen összenyomás közben? Magyarázd meg az előjelkonvencióddal.
2. Ahhoz, hogy a gáz állandó hőmérsékleten maradjon összenyomás közben, a valódi kísérleteknek egy, a hengerrel érintkező hőtartályra van szükségük. Magyarázd meg, miért melegítené fel a gázt az összenyomás, ha ez a hőtartály nem lenne ott.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap