Izochorinis kaitinimas: slėgio kilimas pastoviu tūriu

1 · Spėk

Dujos kaitinamos standžiame, uždarytame inde, tad jų tūris negali keistis (izochorinis). Kadangi dujos negali plėstis, kur eina visa pridėta šiluma?

Visa šiluma eina į vidinę energiją, nes pastoviu tūriu darbas neatliekamas.
Dauguma šilumos tampa darbu, nors indas standus.
Šiluma dalijasi po lygiai tarp darbo ir vidinės energijos, kaip ir kituose procesuose.

Atidaryk „Izochorinis kaitinimas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. 1 mol dujų uždarytas 0.0249 m³, pradeda 300 K.
Įjunk slėgio ir pridėtos šilumos rodmenis.
Nustatyk taikinę (galutinę) temperatūrą kiekvienam bandymui ir užsirašyk galutinį slėgį bei pridėtą šilumą.

Braišyk pridėtą šilumą Q (y ašis) prieš galutinę temperatūrą T₂ (x ašis) savo trims bandymams.

Vienam bandymui apskaičiuok P₂ = nRT₂/V naudodamas n = 1 mol, V = 0.0249 m³, tada Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) naudodamas f = 3, T₁ = 300 K. Palygink abu su lentele.
Kadangi dujos negali plėstis (W_gas = 0), pirmasis dėsnis duoda Q = ΔU tiksliai. Paaiškink, kodėl kiekvienas pridėtos šilumos džaulis čia pasirodo visas kaip vidinė energija, skirtingai nei izobarinio kaitinimo eksperimente.

Tavo P₂ prieš T₂ ryšys yra Gei-Liusako dėsnis: pastoviu tūriu slėgis tiesiogiai proporcingas absoliutiniai temperatūrai. Paaiškink, kodėl tai seka iš PV = nRT, kai V fiksuotas.
Uždarytas greitpuodis kaitina maistą greičiau iš dalies todėl, kad įstrigusiems garams negalint plėstis, slėgis (ir temperatūra) kyla gerokai virš 100°C. Naudodamas šio eksperimento ryšį paaiškink, kodėl uždarytas standus indas leidžia temperatūrai kilti aukščiau už tą pačią šilumą, nei atviras.

Pastoviu tūriu dujos neatlieka darbo (W_gas = 0), tad kiekvienas pridėtos šilumos džaulis eina tiesiai į vidinę energiją: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.