Prawo gazu doskonałego: ciśnienie, objętość i temperatura

1 · Prognoza

Stała ilość gazu jest zamknięta w sztywnym zbiorniku. Jeśli go ogrzejesz, co stanie się z ciśnieniem?

• Ciśnienie maleje ze wzrostem temperatury.
• Ciśnienie rośnie proporcjonalnie z temperaturą.
• Ciśnienie nie zależy od temperatury.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset piaskownicy gazu i naciśnij Reset. 1 mol argonu wypełnia stałą objętość 0.0249 m³.
2. Włącz odczyt ciśnienia na komorze.
3. Ustaw temperaturę gazu dla każdej próby i zapisz ciśnienie.

3 · Zbieranie danych

Narysuj ciśnienie P (oś y) względem temperatury T (oś x) dla trzech prób. Czy prosta przechodzi przez początek układu?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz P = nRT/V, używając n = 1 mol; R = 8.314 J/(mol·K); V = 0.0249 m³. Porównaj z tabelą.
2. Wyjaśnij, dlaczego przy stałej objętości i ilości gazu ciśnienie i temperatura bezwzględna są wprost proporcjonalne.

5 · Rozszerzenie

1. Prawo gazu doskonałego wymaga temperatury w kelwinach, nie w Celsjuszach. Wyjaśnij, dlaczego użycie Celsjuszy (które dopuszczają wartości ujemne i zerowe) złamałoby znalezioną proporcjonalność.
2. Twoja kolumna energii wewnętrznej też rośnie z temperaturą przy stałej objętości. Wyjaśnij, używając U = (f/2)nRT, dlaczego ogrzewanie stałej ilości gazu przy stałej objętości podnosi jednocześnie i ciśnienie, i energię wewnętrzną.

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu