Izochorické zohrievanie: nárast tlaku pri konštantnom objeme

1 · Predikuj

Plyn je zohrievaný v tuhom, utesnenom zásobníku, takže jeho objem sa nemôže zmeniť (izochoricky). Keďže plyn nemôže expandovať, kam ide všetko pridané teplo?

• Všetko teplo ide do vnútornej energie, pretože pri konštantnom objeme sa nekoná žiadna práca.
• Väčšina tepla sa stane prácou, hoci zásobník je tuhý.
• Teplo sa delí rovnomerne medzi prácu a vnútornú energiu, ako pri iných procesoch.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu izochorické zohrievanie a stlač Resetovať. 1 mol plynu je utesnený pri 0.0249 m³, začínajúc na 300 K.
2. Zapni odčítania tlaku a pridaného tepla.
3. Nastav cieľovú (konečnú) teplotu pre každý pokus a zaznamenaj konečný tlak a pridané teplo.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj pridané teplo Q (os y) verzus konečnú teplotu T₂ (os x) pre svoje tri pokusy.

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj P₂ = nRT₂/V s n = 1 mol, V = 0.0249 m³, potom Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) s f = 3, T₁ = 300 K. Porovnaj obe s tabuľkou.
2. Keďže plyn nemôže expandovať (W_gas = 0), prvý zákon dáva presne Q = ΔU. Vysvetli, prečo každý joule pridaného tepla sa tu ukáže celý ako vnútorná energia, na rozdiel od experimentu izobarické zohrievanie.

5 · Rozšír

1. Tvoj vzťah P₂ verzus T₂ je Gay-Lussacov zákon: pri konštantnom objeme je tlak priamo úmerný absolútnej teplote. Vysvetli, prečo to vyplýva z PV = nRT, keď V je pevné.
2. Utesnený tlakový hrniec varí jedlo rýchlejšie čiastočne preto, že uväznená para sa nemôže rozpínať, takže tlak (a teplota) stúpajú dobre nad 100 °C. Použi vzťah tohto experimentu na vysvetlenie, prečo utesnená tuhá nádoba dovoľuje teplote stúpať vyššie pri tom istom tepelnom vstupe než otvorená.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky