Kompressjoni Izotermali: Ħidma Maħduma f’Temperatura Kostanti
1 · Ippreddi
Gass jiġi kkumpressat għal volum inqas filwaqt li t-temperatura tiegħu tinżamm kostanti (izotermali). Jeħtieġ ħidma aktar biex jiġi kkumpressat aktar?
- Kompressjoni għal volum finali inqas teħtieġ ħidma inqas.
- Kompressjoni għal volum finali inqas teħtieġ ħidma aktar (Wgas aktar negattiv).
- Il-ħidma meħtieġa hi l-istess kwalunkwe jkun il-volum finali.
2 · Tħejjija
- Iftaħ il-preset ta’ kompressjoni izotermali u agħfas Reset. 1 mol ta’ gass jibda f’49.9 L, 300 K.
- Attiva l-qari ta’ ħidma maħduma fuq il-gass.
- Issettja l-volum tal-mira (finali) għal kull prova u irrekordja l-ħidma maħduma mill-gass.
3 · Ħu d-Dejta
| Volum finali V₂ (L) | Xogħol Magħmul mil-Ġas W_gas (J) |
|---|---|
| 24.94 | |
| 16.63 | |
| 12.47 |
Ipinġi W_gas (ass ġewwa) kontra ln(V₂/V₁) (ass mal-ġenb) għat-tliet provi tiegħek, bl-użu ta’ V₁ = 49.9 L.
4 · Analizza
- Għal prova waħda, ikkalkula W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) bl-użu ta’ n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Qabbel mat-tabella.
- W_gas hu negattiv f’kull prova. Ispjega x’ifisser valur negattiv fiżikament għal gass li jiġi kkumpressat, u għalfejn kompressjoni għal V₂ inqas tagħmel W_gas aktar negattiv.
5 · Estendi
- Peress li ΔU = 0 għal kwalunkwe proċess izotermali (it-temperatura ma tinbidilx), l-ewwel liġi tgħid li Q = W_gas hawn ukoll. Is-sħana tnixxi ġewwa jew barra mill-gass matul din il-kompressjoni? Ispjega bl-użu tal-konvenzjoni tas-sinjal tiegħek.
- Biex żżomm il-gass f’temperatura kostanti waqt li tkompressah, esperimenti reali jeħtieġu riżerva ta’ sħana f’kuntatt maċ-ċilindru. Ispjega għalfejn il-kompressjoni kienet tisħan il-gass jekk dik ir-riżerva ma kinitx hemm.
Il-Fiżika Wara Dan l-Esperiment
L-Ewwel Liġi tat-Termodinamika
It-tbidla fl-enerġija interna tkun daqs is-sħana miżjuda inqas il-ħidma maħduma mill-gass: ΔU = Q − W. Għal proċess ta’ gass ideali izotermali, ΔU = 0, għalhekk il-ħidma kollha maħduma fuq il-gass toħroġ bħala sħana.
Termodinamika
- Il-Liġi tal-Gass Ideal: Pressjoni, Volum u Temperatura
- Teorija Ċinetika: Temperatura u Veloċità Molekulari
- Tisħin Izobariku: Espansjoni f’Pressjoni Kostanti
- Tisħin Izokorali: Telgħa ta’ Pressjoni f’Volum Kostanti
- Espansjoni Adijabatika: Tkessħ bla Telfa ta’ Sħana
- Kalorimetrija: Tħalit ta’ Sħun u Kiesaħ
- Konduttività Termika: Fluss ta’ Sħana minn Barra
- Iċ-Ċiklu ta’ Carnot: L-Aktar Effiċjenza Possibbli ta’ Magna
- Iċ-Ċiklu Otto: Mudell Idealizzat ta’ Magna ta’ Petrol
- Iċ-Ċiklu ta’ Carnot Maqlub: Friġġ
- Iċ-Ċiklu Stirling: Waqfiet Izotermali b’Reġenerazzjoni
- Bidla fl-Entropija f’Espansjoni Izotermali Reversibbli