Izotermno stiskanje: delo pri konstantni temperaturi

1 · Predvidi

Plin je stisnjen na manjšo prostornino, njegova temperatura pa držana konstantna (izotermno). Ali je za nadaljnje stiskanje potrebno več dela?

• Stiskanje na manjšo končno prostornino zahteva manj dela.
• Stiskanje na manjšo končno prostornino zahteva več dela (bolj negativen Wgas).
• Potrebno delo je enako, ne glede na končno prostornino.

2 · Pripravi

1. Odpri prednastavitev isothermal-compression in pritisni Ponastavi. 1 mol plina začne pri 49,9 L, 300 K.
2. Omogoči odčitek dela, opravljenega na plinu.
3. Nastavi ciljno (končno) prostornino za vsak poskus in zabeleži delo, ki ga je opravil plin.

3 · Zberi podatke

Nariši W_gas (os y) proti ln(V₂/V₁) (os x) za svoje tri poskuse, z V₁ = 49,9 L.

4 · Analiziraj

1. Za en poskus izračunaj W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) z n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Primerjaj s tabelo.
2. W_gas je negativen v vsakem poskusu. Razloži, kaj negativna vrednost fizikalno pomeni za plin, ki ga stiskajo, in zakaj stiskanje na manjši V₂ naredi W_gas bolj negativen.

5 · Razširi

1. Ker je ΔU = 0 za vsak izotermen proces (temperatura se ne spremeni), prvi zakon pravi, da je tu tudi Q = W_gas. Ali toplota teče v plin ali iz njega med tem stiskanjem? Razloži s svojo predznačno konvencijo.
2. Da bi plin držali pri konstantni temperaturi med stiskanjem, pravi poskusi potrebujejo toplotni zalogovnik v stiku z valjem. Razloži, zakaj bi stiskanje segrelo plin, če tega zalogovnika ne bi bilo.

Fizika za tem poskusom

← Nazaj na poskus

138 brezplačnih natisljivih fizikalnih delovnih listov