Ideālas gāzes likums: spiediens, tilpums un temperatūra
1 · Prognozē
Fiksēts gāzes daudzums ir noslēgts cietā traukā. Ja tu to silda, kas notiek ar tā spiedienu?
- Spiediens krīt, temperatūrai ceļoties.
- Spiediens aug proporcionāli ar temperatūru.
- Spiediens nav atkarīgs no temperatūras.
2 · Iestati
- Atver ideālas gāzes smilškastes eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol argona piepilda fiksētu tilpumu 0.0249 m³.
- Ieslēdz spiediena rādījumu uz kameras.
- Iestati gāzes temperatūru katram mēģinājumam un ieraksti spiedienu.
3 · Vāc datus
| Temperatūra T (K) | Iekšējā enerģija U (J) | Spiediens P (kPa) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 450.00 | ||
| 600.00 |
Zīmē spiedienu P (y ass) pret temperatūru T (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna caur sākumpunktu?
4 · Analizē
- Vienam mēģinājumam izrēķini P = nRT/V ar n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Salīdzini ar tabulu.
- Izskadyro, kāpēc pie fiksēta tilpuma un gāzes daudzuma spiediens un absolūtā temperatūra ir tieši proporcionālas.
5 · Paplašina
- Ideālas gāzes likums prasa temperatūru kelvinos, nevis Celsija grādos. Izskadyro, kāpēc Celsija izmantošana (kas atļauj negatīvas un nulles vērtības) salauztu tiešo proporcionalitāti, ko tu atradi.
- Tava iekšējās enerģijas kolonna arī aug ar temperatūru, pie fiksēta tilpuma. Izskadyro, izmantojot U = (f/2)nRT, kāpēc fiksēta gāzes daudzuma sildīšana pastāvīgā tilpumā palielina gan tās spiedienu, gan iekšējo enerģiju kopā.
Fizika aiz šī eksperimenta
Ideālas gāzes likums
N moliem ideālas gāzes spiediens, tilpums un temperatūra ir slēgti kopā ar P·V = n·R·T. Pie fiksēta n un V spiediens ceļas tiešā proporcijā ar absolūto temperatūru.
Ideālas gāzes iekšējā enerģija
Ideālas gāzes iekšējā enerģija atkarīga tikai no tās temperatūras (un brīvības pakāpēm f), nevis atsevišķi no spiediena vai tilpuma: U = (f/2)nRT.
Termodinamika
- Kinētiskā teorija: temperatūra un molekulārais ātrums
- Izotermiskā saspiešana: darbs pastāvīgā temperatūrā
- Izobariskā sildīšana: izplešanās pastāvīgā spiedienā
- Izohoriskā sildīšana: spiediena kāpums pastāvīgā tilpumā
- Adiabātiskā izplešanās: dzesēšana bez siltuma zaudēšanas
- Kalorimetrija: karstā un aukstā maisīšana
- Siltumvadīšana: siltuma plūsma cauri stienim
- Karno cikls: maksimāli iespējamā dzinēja lietderība
- Otto cikls: benzīna dzinēja idealizētais modelis
- Apgrieztais Karno cikls: ledusskapis
- Stirlinga cikls: izotermiskie posmi ar reģenerāciju
- Entropijas izmaiņa atgriezeniskā izotermiskā izplešanās