Уравнение идеального газа: давление, объём и температура

1 · Прогноз

Фиксированное количество газа заперто в жёстком сосуде. Если его нагреть, что произойдёт с давлением?

• Давление падает с ростом температуры.
• Давление растёт пропорционально температуре.
• Давление не зависит от температуры.

2 · Подготовка

1. Откройте пресет песочницы идеального газа и нажмите «Сброс». 1 mol аргона заполняет фиксированный объём 0.0249 m³.
2. Включите показание давления на камере.
3. Задайте температуру газа для каждой пробы и запишите давление.

3 · Сбор данных

Постройте давление P (ось y) против температуры T (ось x) для трёх проб. Линия прямая через начало координат?

4 · Анализ

1. Для одной пробы вычислите P = nRT/V, используя n = 1 моль; R = 8.314 Дж/(моль·К); V = 0.0249 м³. Сравните с таблицей.
2. Объясните, почему при фиксированных объёме и количестве газа давление и абсолютная температура прямо пропорциональны.

5 · Развитие

1. Уравнение идеального газа требует температуру в кельвинах, не в Цельсиях. Объясните, почему использование Цельсий (допускающих отрицательные и нулевые значения) сломало бы найденную прямую пропорциональность.
2. Ваш столбец внутренней энергии тоже растёт с температурой при фиксированном объёме. Используя U = (f/2)nRT, объясните, почему нагрев фиксированного количества газа при постоянном объёме поднимает одновременно и давление, и внутреннюю энергию.

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту