Hukum Gas Unggul: Tekanan, Isipadu, dan Suhu
1 · Ramal
Jumlah gas tetap dimeterai dalam bekas tegar. Jika anda memanaskannya, apa yang berlaku pada tekanannya?
- Tekanan menurun apabila suhu naik.
- Tekanan meningkat berkadar dengan suhu.
- Tekanan tidak bergantung pada suhu.
2 · Susun
- Buka praset eksperimen-gas-unggul dan tekan Set semula. 1 mol argon mengisi isipadu tetap 0.0249 m³.
- Aktifkan bacaan tekanan pada kebuk.
- Tetapkan suhu gas bagi setiap percubaan dan rekod tekanan.
3 · Kumpul Data
| Suhu T (K) | Tenaga dalaman U (J) | Tekanan P (kPa) |
|---|---|---|
| 300.00 | ||
| 450.00 | ||
| 600.00 |
Plot tekanan P (paksi-y) melawan suhu T (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus melalui asal?
4 · Analisis
- Bagi satu percubaan, kira P = nRT/V menggunakan n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa, pada isipadu dan jumlah gas tetap, tekanan dan suhu mutlak berkadar terus.
5 · Lanjutkan
- Hukum gas unggul memerlukan suhu dalam kelvin, bukan Celsius. Terangkan mengapa penggunaan Celsius (yang membenarkan nilai negatif dan sifar) akan merosakkan keterusberkadan yang anda temui.
- Kolum tenaga-dalaman anda juga membesar dengan suhu, pada isipadu tetap. Terangkan, menggunakan U = (f/2)nRT, mengapa pemanasan jumlah gas tetap pada isipadu malar meningkatkan kedua-dua tekanan dan tenaga dalaman bersama-sama.
Fizik di Sebalik Eksperimen Ini
Hukum Gas Unggul
Bagi n mol gas unggul, tekanan, isipadu, dan suhu dikunci bersama oleh P·V = n·R·T. Pada n dan V tetap, tekanan naik berkadar terus dengan suhu mutlak.
Tenaga Dalaman Gas Unggul
Tenaga dalaman gas unggul bergantung hanya pada suhunya (dan darjah kebebasan f), bukan pada tekanan atau isipadu berasingan: U = (f/2)nRT.
Termodinamik
- Teori Kinetik: Suhu dan Laju Molekul
- Mampatan Isoterma: Kerja Dilakukan pada Suhu Malar
- Pemanasan Isobar: Pengembangan pada Tekanan Malar
- Pemanasan Isokor: Kenaikan Tekanan pada Isipadu Malar
- Pengembangan Adiabatik: Menyejukkan Tanpa Kehilangan Haba
- Kalorimetri: Mencampur Panas dan Sejuk
- Konduksi Haba: Aliran Haba Melalui Satu Bar
- Kitaran Carnot: Kecekapan Enjin Maksimum yang Mungkin
- Kitaran Otto: Model Terideal Enjin Petrol
- Kitaran Carnot Songsang: Satu Penyejuk
- Kitaran Stirling: Kaki Isoterma dengan Penjanaan Semula
- Perubahan Entropi dalam Pengembangan Isoterma Boleh Balik