रुद्धोष्म प्रसरण: उष्णता न गमावता गार होणे

1 · अनुमान

वायू झपाट्याने प्रसरित होतो, वातावरणाशी उष्णता-विनिमय करण्याचा वेळ नसतो (रुद्धोष्म). उष्णता आत-बाहेर न जाताही वायूचे तापमान बदलते का?

• वायू गार होतो — तो आपल्याच आंतरिक ऊर्जेचा वापर करून वातावरणावर कार्य करतो.
• तापमान तसेच राहते, कारण उष्णतेची देवाणघेवाण नाही.
• प्रसरणात वायू गरम होतो.

2 · मांडणी

1. ऍडायबॅटिक-एक्सपॅन्शन प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. 1 mol द्वि-अणुकीय नायट्रोजन (f = 5) 24.9 L, 300 K पासून सुरू.
2. कक्षावर अंतिम-तापमान वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी लक्ष्य (अंतिम) घनफळ निश्चित करा, व अंतिम तापमान व केलेले कार्य नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी अंतिम तापमान T₂ (y-अक्ष) विरुद्ध अंतिम घनफळ V₂ (x-अक्ष) काढा. रेषा खाली वळते का?

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L सह T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) काढा. मग W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁). दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
2. प्रत्येक फेरीत Q = 0 असल्याने प्रथम नियम नेमके ΔU = −W_gas देतो. ऊर्जा संवरकतेच्या दृष्टीने, धन कार्य करणारा प्रसरणशील वायू उष्णता आत ओढू शकत नसताना गार का पडावा लागतो ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. वायू झपाट्याने बाहेर पडून प्रसरित होताना एरोसॉल-स्प्रे चे कॅन गार लागते — वातावरणाशी थोडीही उष्णता देवाणघेवाण करण्याइतका वेळ नाही. हे रुद्धोष्म शीतनाचे खरे (अपूर्ण) उदाहरण का ते स्पष्ट करा.
2. त्याच घनफळ-बदलासाठी इथील अंतिम तापमानांची समतापी-संपीडनाच्या उलट (समतापी प्रसरण) केलेल्याशी तुलना करा: समतापी T स्थिर ठेवतो, हा रुद्धोष्म किस्सा नाही. उष्णता-विनिमयाची गृहीतके काढल्यावर निकाल का बदलतो?

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका