Încălzire izobară: destindere la presiune constantă

1 · Prezice

Un gaz este încălzit la presiune constantă, deci se destinde (izobar). Dacă îl lași să se destindă spre un volum final mai mare, gazul face mai mult lucru mecanic asupra mediului?

• Un volum final mai mare înseamnă mai puțin lucru mecanic făcut de gaz.
• Lucrul mecanic făcut nu depinde de volumul final.
• Un volum final mai mare înseamnă mai mult lucru mecanic făcut de gaz.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea încălzirii izobare și apasă Resetează. 1 mol de gaz pornește la 24.9 L, 300 K, la presiune constantă.
2. Activează citirea temperaturii finale pe cameră.
3. Setează volumul țintă (final) pentru fiecare încercare și înregistrează temperatura finală și lucrul mecanic făcut.

3 · Colectează date

Plotează temperatura finală T₂ (axa y) în funcție de volumul final V₂ (axa x) pentru cele trei încercări. Linia este dreaptă prin origine?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează W_gas = P₁(V₂ − V₁) folosind P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, apoi T₂ = T₁·V₂/V₁. Compară ambele cu tabelul.
2. Explică, folosind W_gas = P·ΔV, de ce o schimbare de volum mai mare la aceeași presiune constantă înseamnă mai mult lucru mecanic făcut de gaz.

5 · Extinde

1. Linia ta T₂-în-funcție-de-V₂ este legea lui Charles: la presiune constantă, volumul și temperatura absolută sunt direct proporționale. Explică de ce asta decurge direct din PV = nRT când P este menținut fix.
2. O parte din căldura pe care o adaugi în timpul încălzirii izobare merge în lucru mecanic (destindere) și o parte în energie internă. Care primește mai multă din căldura adăugată pentru un gaz monatomic (f = 3): termenul de lucru mecanic sau termenul de energie internă?

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit