Izohoriskā sildīšana: spiediena kāpums pastāvīgā tilpumā

1 · Prognozē

Gāze tiek sildīta cietā, noslēgtā traukā, tāpēc tās tilpums nevar mainīties (izohoriski). Tā kā gāze nevar izplesties, kur aiziet viss pievienotais siltums?

• Viss siltums aiziet iekšējā enerģijā, jo pastāvīgā tilpumā darbs netiek veikts.
• Lielākā daļa siltuma kļūst par darbu, kaut trauks ir ciets.
• Siltums dalās vienmērīgi starp darbu un iekšējo enerģiju, tāpat kā citos procesos.

2 · Iestati

1. Atver izohoriskās sildīšanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol gāzes ir noslēgts 0.0249 m³, sākot no 300 K.
2. Ieslēdz spiediena un pievienotā siltuma rādījumus.
3. Iestati mērķa (galīgo) temperatūru katram mēģinājumam un ieraksti galīgo spiedienu un pievienoto siltumu.

3 · Vāc datus

Zīmē pievienoto siltumu Q (y ass) pret galīgo temperatūru T₂ (x ass) saviem trim mēģinājumiem.

4 · Analizē

1. Vienam mēģinājumam izrēķini P₂ = nRT₂/V ar n = 1 mol, V = 0.0249 m³, tad Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) ar f = 3, T₁ = 300 K. Salīdzini abus ar tabulu.
2. Tā kā gāze nevar izplesties (W_gas = 0), pirmais likums dod Q = ΔU precīzi. Izskaidro, kāpēc katrs pievienotā siltuma džouls šeit parādās pilnīgi kā iekšējā enerģija, atšķirībā no izobariskās sildīšanas eksperimenta.

5 · Paplašina

1. Tava P₂ pret T₂ sakarība ir Gē-Lisaka likums: pastāvīgā tilpumā spiediens ir tieši proporcionāls absolūtajai temperatūrai. Izskaidro, kāpēc tas izriet no PV = nRT, kad V ir fiksēts.
2. Noslēgts spiediena katls silda ēdienu ātrāk daļēji tāpēc, ka iesprostais tvaiks nevar izplesties, tāpēc spiediens (un temperatūra) ceļas labi virs 100°C. Izmanto šī eksperimenta sakarību, lai izskaidrotu, kāpēc noslēgts ciets trauks ļauj temperatūrai uzkāpt augstāk pie tā paša siltuma ievades nekā atvērts trauks.

Fizika aiz šī eksperimenta

← Atpakaļ pie eksperimenta

138 bezmaksas drukājamas fizikas darba lapas