Izobarické zohrievanie: rozpínanie pri konštantnom tlaku

1 · Predikuj

Plyn je zohrievaný pri konštantnom tlaku, takže sa rozpína (izobaricky). Keď mu dovolíš rozpínúť na väčší konečný objem, koná plyn viac práce na okolí?

2 · Priprav

  1. Otvor predvolbu izobarické zohrievanie a stlač Resetovať. 1 mol plynu začína na 24.9 L, 300 K, pri konštantnom tlaku.
  2. Zapni odčítanie konečnej teploty na komore.
  3. Nastav cieľový (konečný) objem pre každý pokus a zaznamenaj konečnú teplotu a vykonanú prácu.

3 · Zbieraj údaje

Konečný objem V₂ (L)Práca vykonaná plynom W_gas (J)Konečná teplota T₂ (K)
32.43
39.91
49.89

Zaznamenaj konečnú teplotu T₂ (os y) verzus konečný objem V₂ (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?

4 · Analyzuj

  1. Pre jeden pokus vypočítaj W_gas = P₁(V₂ − V₁) s P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, potom T₂ = T₁·V₂/V₁. Porovnaj obe s tabuľkou.
  2. Vysvetli pomocou W_gas = P·ΔV, prečo väčšia zmena objemu pri tom istom konštantnom tlaku znamená viac práce vykonanej plynom.

5 · Rozšír

  1. Tvoja čiara T₂ verzus V₂ je Charlesov zákon: pri konštantnom tlaku sú objem a absolútna teplota priamo úmerné. Vysvetli, prečo to priamo vyplýva z PV = nRT, keď P je držané pevné.
  2. Časť tepla, ktoré pridáš pri izobarickom zohrievaní, ide do práce (rozpínanie) a časť do vnútornej energie. Ktorá z nich dostane viac pridaného tepla pre jednoatómový plyn (f = 3): člen práce alebo člen vnútornej energie?

Fyzika za týmto experimentom

Izobarická práca

Pri konštantnom tlaku je práca vykonaná rozpínajúcim sa plynom jednoducho tlak krát zmena objemu: W_gas = P·ΔV — plocha obdĺžnika pod vodorovnou čiarou na P-V diagrame.

← Späť na experiment

Termodynamika

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky