समतापी संपीडन: स्थिर तापमानावर केलेले कार्य

1 · अनुमान

वायू लहान घनफळात संपीडित केला जातो तापमान स्थिर धरून (समतापी). अजून लहान घनफळात दाबण्यास जास्त कार्य लागते का?

• लहान अंतिम घनफळात संपीडनास कमी कार्य लागते.
• लहान अंतिम घनफळात संपीडनास जास्त कार्य लागते (अधिक ऋण Wgas).
• अंतिम घनफळ काहीही असो, लागणारे कार्य समान.

2 · मांडणी

1. आयसोथर्मल-कंप्रेशन प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. 1 mol वायू 49.9 L, 300 K पासून सुरू होतो.
2. वायूवर-केलेले-कार्य वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी लक्ष्य (अंतिम) घनफळ निश्चित करा व वायूने केलेले कार्य नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

V₁ = 49.9 L घेऊन तुमच्या तीन फेर्यांसाठी W_gas (y-अक्ष) विरुद्ध ln(V₂/V₁) (x-अक्ष) काढा.

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K सह W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) काढा. तक्त्याशी तुलना करा.
2. प्रत्येक फेरीत W_gas ऋण आहे. संपीडित होणाऱ्या वायूसाठी ऋण मूल्याचा भौतिक अर्थ काय व लहान V₂ केल्यावर W_gas अधिक ऋण का होते ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. कोणत्याही समतापी प्रक्रियेसाठी ΔU = 0 (तापमान बदलत नाही), म्हणून प्रथम नियम इथेही Q = W_gas सांगतो. या संपीडनादरम्यान उष्णता वायूत जाते की बाहेर पडते? तुमची चिन्ह-परंपरा वापरून स्पष्ट करा.
2. वायू संपीडित करताना तापमान स्थिर ठेवण्यासाठी, खरे प्रयोग सिलेंडरला स्पर्शून असलेल्या उष्णता-भांडाऱ्याची गरज असतात. तो भांडार नसता संपीडन वायूला का गरम करेल ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका