De ideale gaswet: druk, volume en temperatuur

1 · Voorspel

Een vaste hoeveelheid gas is afgesloten in een stijve container. Als je het opwarmt, wat gebeurt er dan met zijn druk?

De druk neemt af als de temperatuur stijgt.
De druk neemt evenredig toe met de temperatuur.
De druk hangt niet van de temperatuur af.

2 · Opstelling

Open de voorinstelling ideal-gas-sandbox en druk op Herstel. 1 mol argon vult een vast volume van 0,0249 m³.
Zet de drukaflezing op de kamer aan.
Stel voor elke meting de gastemperatuur in en noteer de druk.

3 · Verzamel gegevens

Temperatuur T (K)	Inwendige energie U (J)	Druk P (kPa)
300.00
450.00
600.00

Zet voor je drie metingen de druk P (y-as) uit tegen de temperatuur T (x-as). Is de lijn recht en door de oorsprong?

4 · Analyseer

Reken voor één meting P = nRT/V uit met n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Vergelijk met de tabel.
Leg uit waarom bij vast volume en vaste hoeveelheid gas druk en absolute temperatuur recht evenredig zijn.

5 · Verdiep

De ideale gaswet vereist temperatuur in kelvin, niet in Celsius. Leg uit waarom het gebruiken van Celsius (dat negatieve en nulwaarden toestaat) de recht evenredigheid die je vond zou breken.
Ook je kolom inwendige energie groeit bij vast volume met de temperatuur. Leg met U = (f/2)nRT uit waarom het verwarmen van een vaste hoeveelheid gas bij constant volume zijn druk en zijn inwendige energie samen doet toenemen.

De natuurkunde achter dit experiment

Wet van de ideale gas

Voor n mol ideaal gas zijn druk, volume en temperatuur aan elkaar gekoppeld door P·V = n·R·T. Bij vaste n en V stijgt de druk recht evenredig met de absolute temperatuur.

Inwendige energie van een ideaal gas

De inwendige energie van een ideaal gas hangt alleen af van zijn temperatuur (en de vrijheidsgraden f), niet afzonderlijk van druk of volume: U = (f/2)nRT.

← Terug naar experiment

Thermodynamica

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde