Izobariskā sildīšana: izplešanās pastāvīgā spiedienā

1 · Prognozē

Gāze tiek sildīta pastāvīgā spiedienā, tāpēc tā izplešas (izobariski). Ja tu ļauj tai izplesties līdz lielākam galīgajam tilpumam, vai gāze veic vairāk darba uz apkārtni?

2 · Iestati

  1. Atver izobariskās sildīšanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol gāzes sākas pie 24.9 L, 300 K, pastāvīgā spiedienā.
  2. Ieslēdz galīgās temperatūras rādījumu uz kameras.
  3. Iestati mērķa (galīgo) tilpumu katram mēģinājumam un ieraksti galīgo temperatūru un veikto darbu.

3 · Vāc datus

Galīgais tilpums V₂ (L)Gāzes veiktais darbs W_gas (J)Galīgā temperatūra T₂ (K)
32.43
39.91
49.89

Zīmē galīgo temperatūru T₂ (y ass) pret galīgo tilpumu V₂ (x ass) saviem trim mēģinājumiem. Vai līnija ir taisna caur sākumpunktu?

4 · Analizē

  1. Vienam mēģinājumam izrēķini W_gas = P₁(V₂ − V₁) ar P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, tad T₂ = T₁·V₂/V₁. Salīdzini abus ar tabulu.
  2. Izskaidro, izmantojot W_gas = P·ΔV, kāpēc lielāka tilpuma izmaiņa pie tā paša pastāvīgā spiediena nozīmē vairāk gāzes veikta darba.

5 · Paplašina

  1. Tava T₂ pret V₂ līnija ir Šarla likums: pastāvīgā spiedienā tilpums un absolūtā temperatūra ir tieši proporcionālas. Izskaidro, kāpēc tas izriet tieši no PV = nRT, kad P ir noturēts fiksēts.
  2. Daļa siltuma, ko tu pievieno izobariskās sildīšanas laikā, aiziet darbā (izplešanās) un daļa iekšējā enerģijā. Kurš iegūst vairāk no pievienotā siltuma viatomārai gāzei (f = 3): darba loceklis vai iekšējās enerģijas loceklis?

Fizika aiz šī eksperimenta

Izobariskais darbs

Pastāvīgā spiedienā izplešošās gāzes veiktais darbs ir vienkārši spiediens reiz tilpuma izmaiņa: W_gas = P·ΔV — taisnstūra laukums zem horizontālas līnijas uz P–V diagrammas.

← Atpakaļ pie eksperimenta

Termodinamika

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas