आदर्श वायू नियम: दाब, घनफळ व तापमान
1 · अनुमान
निश्चित प्रमाणाचा वायू कठीण पात्रात बंद आहे. तो गरम केल्यास त्याच्या दाबाचे काय होते?
- तापमान वाढताना दाब घसरतो.
- दाब तापमानाच्या प्रमाणात वाढतो.
- दाब तापमानावर अवलंबून नाही.
2 · मांडणी
- आयडियल-गॅस-सॅंडबॉक्स प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. 1 mol आर्गॉन 0.0249 m³ च्या निश्चित घनफळात भरलेला आहे.
- कक्षावर दाब-वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी वायू-तापमान निश्चित करा व दाब नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| तापमान T (K) | आंतरिक ऊर्जा U (J) | दाब P (kPa) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 450.00 | ||
| 600.00 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी दाब P (y-अक्ष) विरुद्ध तापमान T (x-अक्ष) काढा. रेषा उगमातून सरळ जाते का?
4 · विश्लेषण
- एका फेरीसाठी n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³ सह P = nRT/V काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
- स्थिर घनफळ व वायू-प्रमाणावर, दाब व परम तापमान थेट प्रमाणात का असतात ते स्पष्ट करा.
5 · विस्तार
- आदर्श वायू नियम तापमान केल्विनमध्ये मागतो, सेल्सिअसमध्ये नाही. सेल्सिअस (ज्यात ऋण व शून्य मूल्ये चालतात) वापरल्यास तुम्ही सापडलेला थेट प्रमाण संबंध का तुटेल ते स्पष्ट करा.
- तुमचा आंतरिक-ऊर्जा स्तंभही स्थिर घनफळावर तापमानासह वाढतो. U = (f/2)nRT वापरून, निश्चित प्रमाणाचा वायू स्थिर घनफळावर गरम केल्यास त्याचा दाब व आंतरिक ऊर्जा दोन्ही एकत्र का वाढतात ते स्पष्ट करा.
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
आदर्श वायू नियम
n मोल आदर्श वायूसाठी दाब, घनफळ व तापमान P·V = n·R·T ने बांधलेले. n व V स्थिर असताना दाब परम तापमानाच्या थेट प्रमाणात वाढतो.
आदर्श वायूची आंतरिक ऊर्जा
आदर्श वायूची आंतरिक ऊर्जा फक्त त्याच्या तापमानावर (व स्वातंत्र्य-क्रमांक f वर) अवलंबून, दाब किंवा घनफळ स्वतंत्रपणे नाही: U = (f/2)nRT.
उष्मागतिशास्त्र
- अणुगतिक सिद्धांत: तापमान व रेणू-चाल
- समतापी संपीडन: स्थिर तापमानावर केलेले कार्य
- समदाबी तापन: स्थिर दाबावर प्रसरण
- समघनफळी तापन: स्थिर घनफळावर दाब-वाढ
- रुद्धोष्म प्रसरण: उष्णता न गमावता गार होणे
- कॅलरिमिट्री: गरम व थंड मिसळणे
- उष्णता वहन: दंडातून उष्णता-प्रवाह
- कार्नो चक्र: शक्य असलेली कमाल इंजिन कार्यक्षमता
- ऑट्टो चक्र: पेट्रोल इंजिनाचे आदर्शीकृत मॉडेल
- उलट कार्नो चक्र: रेफ्रिजरेटर
- स्टर्लिंग चक्र: पुनर्योजनासह समतापी पायऱ्या
- प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरणात एन्ट्रॉपी-बदल