Ideala gaslagen: Tryck, volym och temperatur

1 · Förutsäg

En fast mängd gas är förseglad i ett stelt kärl. Om du värmer upp den, vad händer med dess tryck?

2 · Uppbyggnad

  1. Öppna förinställningen Ideala gaslagen och tryck på Återställ. 1 mol argon fyller en fast volym på 0.0249 m³.
  2. Aktivera tryckavläsningen på kammaren.
  3. Ställ in gastemperaturen för varje försök och notera trycket.

3 · Samla data

Temperatur T (K)Inre energi U (J)Tryck P (kPa)
300.00
450.00
600.00

Rita trycket P (y-axeln) mot temperaturen T (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rät och genom origo?

4 · Analysera

  1. Beräkna för ett försök P = nRT/V med n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Jämför med tabellen.
  2. Förklara varför, vid fast volym och gasmängd, tryck och absolut temperatur är direkt proportionella.

5 · Utvidga

  1. Ideala gaslagen kräver temperaturen i kelvin, inte Celsius. Förklara varför användning av Celsius (som tillåter negativa värden och noll) skulle bryta den direkta proportionalitet du fann.
  2. Din kolumn för inre energi växer också med temperaturen, vid fast volym. Förklara, med U = (f/2)nRT, varför uppvärmning av en fast gasmängd vid konstant volym ökar både dess tryck och dess inre energi samtidigt.

Fysiken bakom det här experimentet

Ideala gaslagen

För n mol ideal gas är tryck, volym och temperatur låsta till varandra genom P·V = n·R·T. Vid fast n och V stiger trycket i direkt proportion till absolut temperatur.

Inre energi hos en ideal gas

En ideal gases inre energi beror bara på dess temperatur (och antalet frihetsgrader f), inte på tryck eller volym var för sig: U = (f/2)nRT.

← Tillbaka till experimentet

Termodynamik

138 gratis utskrivbara labblad i fysik