அழுத்தம் மாறா சூடாக்கம்: நிலையான அழுத்தத்தில் விரிவாக்கம்
1 · கணிப்பு
ஒரு வாயு, நிலையான அழுத்தத்தில் சூடாக்கப்படுகிறது, எனவே அது விரிகிறது (அழுத்தம் மாறா). அது பெரிய இறுதி கன அளவிற்கு விரிய அனுமதித்தால், வாயு அதன் சூழல் மீது அதிக வேலை செய்யுமா?
- பெரிய இறுதி கன அளவு என்பது வாயு செய்யும் குறைவான வேலை.
- செய்யப்படும் வேலை இறுதி கன அளவைச் சார்ந்திருக்காது.
- பெரிய இறுதி கன அளவு என்பது வாயு செய்யும் அதிக வேலை.
2 · அமைப்பு
- அழுத்தம்-மாறா-சூடாக்க முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். 1 mol வாயு, 24.9 L, 300 K-இல், நிலையான அழுத்தத்தில் தொடங்குகிறது.
- அறையில் உள்ள இறுதி-வெப்பநிலை வாசிப்பை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் இலக்கு (இறுதி) கன அளவை அமைத்து, இறுதி வெப்பநிலையையும் செய்யப்பட்ட வேலையையும் பதிவு செய்யுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| இறுதி கன அளவு V₂ (L) | வாயு செய்த வேலை W_gas (J) | இறுதி வெப்பநிலை T₂ (K) |
|---|---|---|
| 32.43 | ||
| 39.91 | ||
| 49.89 |
உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், இறுதி கன அளவு V₂ (x-அச்சு) எதிராக இறுதி வெப்பநிலை T₂ (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள். கோடு ஆதாரப் புள்ளி வழியாக நேர்கோடாக செல்கிறதா?
4 · பகுப்பாய்வு
- ஒரு முயற்சிக்கு, P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa பயன்படுத்தி W_gas = P₁(V₂ − V₁) கணக்கிட்டு, பின்னர் T₂ = T₁·V₂/V₁ கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் அட்டவணையுடன் ஒப்பிடுங்கள்.
- W_gas = P·ΔV பயன்படுத்தி, அதே நிலையான அழுத்தத்தில் பெரிய கன அளவு மாற்றம் ஏன் வாயு செய்யும் அதிக வேலையைக் குறிக்கிறது என்று விளக்குங்கள்.
5 · நீட்டிப்பு
- உங்கள் T₂-vs-V₂ கோடு சார்லஸ் விதி: நிலையான அழுத்தத்தில், கன அளவும் தனிவெப்பநிலையும் நேர்விகிதத்தில் உள்ளன. P நிலையாக வைக்கப்படும்போது இது PV = nRT-இலிருந்து நேரடியாக எவ்வாறு பின்பற்றுகிறது என்று விளக்குங்கள்.
- அழுத்தம் மாறா சூடாக்கத்தின்போது நீங்கள் சேர்க்கும் வெப்பத்தில் சில வேலையாக (விரிவாக்கம்), சில அக ஆற்றலாக செல்கிறது. ஒற்றை-அணு வாயுவுக்கு (f = 3) சேர்க்கப்பட்ட வெப்பத்தில் அதிகம் எது பெறுகிறது: வேலை உறுப்பா, அக ஆற்றல் உறுப்பா?
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
அழுத்தம் மாறா வேலை
நிலையான அழுத்தத்தில், விரியும் வாயு செய்யும் வேலை வெறும் அழுத்தம் பெருக்கல் கன அளவு மாற்றம்: W_gas = P·ΔV — P-V வரைபடத்தில் கிடைமட்டக் கோட்டின் கீழ் உள்ள செவ்வகத்தின் பரப்பு.
வெப்பவியக்கவியல்
- இலட்சிய வாயு விதி: அழுத்தம், கன அளவு, வெப்பநிலை
- இயக்கக் கொள்கை: வெப்பநிலை மற்றும் மூலக்கூறு வேகம்
- வெப்பநிலை மாறா சுருக்கம்: நிலையான வெப்பநிலையில் செய்யப்படும் வேலை
- கன அளவு மாறா சூடாக்கம்: நிலையான கன அளவில் அழுத்த உயர்வு
- வெப்பக் காப்பு விரிவாக்கம்: வெப்பத்தை இழக்காமல் குளிர்தல்
- வெப்ப அளவீடு: சூடானதும் குளிர்ந்ததும் கலப்பு
- வெப்பக் கடத்தல்: ஒரு கம்பு வழியாக வெப்ப ஓட்டம்
- கார்னோ சுழற்சி: சாத்தியமான அதிகபட்ச இயந்திர செயல்திறன்
- ஆட்டோ சுழற்சி: பெட்ரோல் இயந்திரத்தின் இலட்சியமாக்கப்பட்ட மாதிரி
- தலைகீழாக்கப்பட்ட கார்னோ சுழற்சி: ஒரு குளிர்சாதனப் பெட்டி
- ஸ்டிர்லிங் சுழற்சி: ரிஜெனரேட்டருடன் கூடிய வெப்பநிலை மாறா கட்டங்கள்
- மீள்சுற்றக்கூடிய வெப்பநிலை மாறா விரிவாக்கத்தில் சூட்டு எண் (entropy) மாற்றம்