Stavová rovnica ideálneho plynu: tlak, objem a teplota

1 · Predikuj

Pevné množstvo plynu je utesnené v tuhom zásobníku. Keď ho zohreješ, čo sa stane s jeho tlakom?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu ideálny plyn a stlač Resetovať. 1 mol argónu plní pevný objem 0.0249 m³.
  2. Zapni odčítanie tlaku na komore.
  3. Nastav teplotu plynu pre každý pokus a zaznamenaj tlak.

3 · Zbieraj údaje

Teplota T (K)Vnútorná energia U (J)Tlak P (kPa)
300.00
450.00
600.00

Zaznamenaj tlak P (os y) verzus teplotu T (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?

4 · Analyzuj

  1. Pre jeden pokus vypočítaj P = nRT/V s n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Porovnaj s tabuľkou.
  2. Vysvetli, prečo pri pevnom objeme a množstve plynu sú tlak a absolútna teplota priamo úmerné.

5 · Rozšír

  1. Stavová rovnica ideálneho plynu vyžaduje teplotu v kelvínoch, nie v Celzioch. Vysvetli, prečo použitie stupňov Celzia (ktoré dovoľujú záporné a nulové hodnoty) by rozbilo priamu úmernosť, ktorú si našiel.
  2. Tvoj stĺpec vnútornej energie tiež rastie s teplotou pri pevnom objeme. Vysvetli pomocou U = (f/2)nRT, prečo zohrievanie pevného množstva plynu pri konštantnom objeme zvyšuje súčasne jeho tlak aj vnútornú energiu.

Fyzika za týmto experimentom

Zákon ideálneho plynu

Pre n mólov ideálneho plynu sú tlak, objem a teplota zviazané P·V = n·R·T. Pri pevných n a V rastie tlak priamo úmerne s absolútnou teplotou.

Vnútorná energia ideálneho plynu

Vnútorná energia ideálneho plynu závisí len na jeho teplote (a stupňoch voľnosti f), nie na tlaku alebo objeme oddelene: U = (f/2)nRT.

← Späť na experiment

Termodynamika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky