வெப்பக் காப்பு விரிவாக்கம்: வெப்பத்தை இழக்காமல் குளிர்தல்

1 · கணிப்பு

ஒரு வாயு விரைவாக விரிகிறது, அதன் சூழலுடன் வெப்பம் பரிமாறிக்கொள்ள நேரமில்லாததால் (வெப்பக் காப்பு), வெப்பம் உள்ளேயோ வெளியேயோ செல்லாதபோதும் வாயுவின் வெப்பநிலை மாறுமா?

• வாயு குளிகிறது — அது தன் சொந்த அக ஆற்றலைப் பயன்படுத்தி சூழல் மீது வேலை செய்கிறது.
• வெப்பம் பரிமாற்றம் இல்லாததால், வெப்பநிலை அப்படியே இருக்கும்.
• விரிக்கும்போது வாயு சூடாகும்.

2 · அமைப்பு

1. வெப்பக்-காப்பு-விரிவாக்க முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். 1 mol இரு-அணு நைட்ரஜன் (f = 5), 24.9 L, 300 K-இல் தொடங்குகிறது.
2. அறையில் உள்ள இறுதி-வெப்பநிலை வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
3. ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் இலக்கு (இறுதி) கன அளவை அமைத்து, இறுதி வெப்பநிலையையும் செய்யப்பட்ட வேலையையும் பதிவு செய்யுங்கள்.

3 · தரவு சேகரி

உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், இறுதி கன அளவு V₂ (x-அச்சு) எதிராக இறுதி வெப்பநிலை T₂ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு கீழ்நோக்கி வளைகிறதா?

4 · பகுப்பாய்வு

1. 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.
2. 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.

5 · நீட்டிப்பு

1. 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.
2. 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?

இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்

← சோதனைக்குத் திரும்பு

138 இலவச அச்சிடக்கூடிய இயற்பியல் ஆய்வகப் பணித்தாள்கள்