வெப்பவியக்கவியல்
வெப்பக் காப்பு விரிவாக்கம்
வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லாமல் விரிவாக்குங்கள்: வாயு குளிர்கிறது.
வெப்பக் காப்பு விரிவாக்கம் — ஊடாடும் வெப்பவியக்கவியல் உருவகம். வெப்பப் பரிமாற்றம் இல்லாமல் விரிவாக்குங்கள்: வாயு குளிர்கிறது. நேரலை SI அளவீடுகள், வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் கூடிய இலவச உலாவி அடிப்படையிலான மெய்நிகர் இயற்பியல் ஆய்வகம்.
வெப்பக் காப்பு விரிவாக்கம்
வெப்பப் பரிமாற்றம் இன்றி விரிவாக்குங்கள்: வாயு குளிர்கிறது.
வெப்பக் காப்பு செயல்முறையில் Q = 0, எனவே விரிவு வேலை வாயுவின் அக ஆற்றலை வடிக்கிறது. மூலக்கூறுகள் மெதுவாகும், வெப்பநிலை வீழும், அழுத்தத்தை தாங்கும் வெப்பம் உள்ளே வராததால் P–V பாதை ஒரு சமவெப்ப வளைவை விட செங்குத்தாக இருக்கும்.
- Q = 0
- TV^(γ−1) = மாறிலி
ஆய்வுச் சுருக்கம்
ஆய்வகத்தைத் திறப்பதற்கு முன் கேள்வியைத் திட்டமிடுங்கள்
சுருக்கம் முன்வரைவு செய்யப்பட்ட பக்கத்தை பிரதிபலிக்கிறது: இயக்கும் கேள்வி, போட்டி கணிப்புகள், மாறி பாத்திரங்கள், நிர்வகிக்கும் விதிகள், அமைப்பு, பகுப்பாய்வு மற்றும் நீட்டிப்பு தூண்டல்கள் காணும்படி இருக்கும், இந்த வரிசையிலேயே.
இயக்கும் கேள்வி
ஒரு வாயு விரைவாக விரிகிறது, அதன் சூழலுடன் வெப்பம் பரிமாறிக்கொள்ள நேரமில்லாததால் (வெப்பக் காப்பு), வெப்பம் உள்ளேயோ வெளியேயோ செல்லாதபோதும் வாயுவின் வெப்பநிலை மாறுமா?
நிறுத்திப் பார்க்க வேண்டிய கணிப்புகள்
- வாயு குளிகிறது — அது தன் சொந்த அக ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி சூழல் மீது வேலை செய்கிறது.
- வெப்பம் பரிமாற்றம் இல்லாததால், வெப்பநிலை அப்படியே இருக்கும்.
- விரிக்கும்போது வாயு சூடாகும்.
மாறிகளின் பாத்திரங்கள்
நீங்கள் அமைப்பவை:
- இறுதி கன அளவு V₂ (L)
நீங்கள் அளப்பவை:
- வாயு செய்த வேலை W_gas (J)
- இறுதி வெப்பநிலை T₂ (K)
விசாரணை எவ்வாறு நடக்கிறது
- வெப்பக்-காப்பு-விரிவாக்க முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். 1 mol இரு-அணு நைட்ரஜன் (f = 5), 24.9 L, 300 K-இல் தொடங்குகிறது.
- அறையில் உள்ள இறுதி-வெப்பநிலை வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் இலக்கு (இறுதி) கன அளவை அமைத்து, இறுதி வெப்பநிலையையும் செய்யப்பட்ட வேலையையும் பதிவு செய்யுங்கள்.
ஆளும் சமன்பாடு
வெப்பக் காப்பு செயல்முறை — ΔU = Q − W
வெப்பம் பரிமாற்றம் இல்லாதபோது (Q = 0), முதல் விதி ΔU = −W_gas என சுருங்குகிறது: விரியும் வாயு தன் சொந்த அக ஆற்றலை செலவழித்தே வேலை செய்ய முடியும், எனவே அது குளிய வேண்டும். அழுத்தமும் கன அளவும் P·V^γ = constant என்பதைப் பின்பற்றுகின்றன.
அச்சிடக்கூடிய பணித்தாள் மாணவர்களிடம் என்ன கண்டறியச் சொல்கிறது
- ஒரு முயற்சிக்கு, γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L பயன்படுத்தி T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) கணக்கிடுங்கள். பின்னர் W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁) கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சியிலும் Q = 0 என்பதால், முதல் விதி சரியாக ΔU = −W_gas தருகிறது. ஆற்றல் அழிவின்மை அடிப்படையில், நேர்மறை வேலை செய்யும் விரியும் வாயு, வெப்பத்தை உள்ளிழுக்க முடியாதபோது ஏன் குளிய வேண்டும் என்று விளக்குங்கள்.
ஆய்வகத்தைத் தாண்டி இது எங்கு தோன்றுகிறது
- ஏரோசால் ஸ்ப்ரே கேன், வாயு வேகமாக வெளியேறி விரைவாக விரியும்போது குளிர்ந்ததாக தெரிகிறது — சூழலுடன் அதிக வெப்பம் பரிமாற முடியாத அளவுக்கு வேகமாக. இது வெப்பக் காப்பு குளிர்தலின் உலகியல் (முழுமையற்றதாக இருந்தாலும்) எடுத்துக்காட்டு ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
- இதே கன அளவு மாற்றத்திற்கு வெப்பநிலை-மாறா-அழுத்தத்தின் எதிர் செயல்முறை (வெப்பநிலை மாறா விரிவாக்கம்) தரும் மதிப்புகளுடன் இங்கே உங்கள் இறுதி வெப்பநிலைகளை ஒப்பிடுங்கள்: வெப்பநிலை மாறா செயல்முறை T-ஐ நிலையாக வைக்கிறது, ஆனால் இந்த வெப்பக் காப்பு நிலை வைக்காது. வெப்பப் பரிமாற்ற அனுமானத்தை நீக்குவது விளைவை ஏன் மாற்றுகிறது?
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- வெப்பக் காப்பு விரிவாக்கத்திற்கு வருக
- அறையைத் தேர்ந்தெடுங்கள்
- இயக்கு பொத்தானை அழுத்துங்கள்
- வெப்ப ஓட்டமில்லாத விரிவு
- பண்புகள் பேனலைத் திறங்கள்
- செய்துவிட்டீர்கள்!
காட்சியை உருவாக்கி, இயக்கு பொத்தானை அழுத்தி, நேரலை அளவீடுகள் மற்றும் வழிகாட்டும் பயிற்சியுடன் ஆராய்வதற்கு ஊடாடும் உருவகத்தைத் திறங்கள்.