సమపీడన తాపనం: స్థిర పీడనం వద్ద వ్యాకోచం
1 · ఊహించండి
వాయువు స్థిర పీడనం వద్ద వేడి చేయబడుతుంది, కాబట్టి అది వ్యాకోచిస్తుంది (సమపీడన). దాన్ని పెద్ద తుది ఘనపరిమాణానికి వ్యాకోచించనివ్వితే, వాయువు తన పరిసరాలపై ఎక్కువ పని చేస్తుందా?
- పెద్ద తుది ఘనపరిమాణం అంటే వాయువు చేసిన పని తక్కువ.
- చేసిన పని తుది ఘనపరిమాణంపై ఆధారపడదు.
- పెద్ద తుది ఘనపరిమాణం అంటే వాయువు చేసిన పని ఎక్కువ.
2 · అమరిక
- isobaric-heating ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. 1 mol వాయువు 24.9 L, 300 K వద్ద, స్థిర పీడనంలో ప్రారంభమవుతుంది.
- గదిపై తుది-ఉష్ణోగ్రత రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి లక్ష్య (తుది) ఘనపరిమాణాన్ని సెట్ చేసి, తుది ఉష్ణోగ్రత, చేసిన పనిని నమోదు చేయండి.
3 · డేటా సేకరించండి
| తుది ఘనపరిమాణం V₂ (L) | వాయువు చేసిన పని W_gas (J) | తుది ఉష్ణోగ్రత T₂ (K) |
|---|---|---|
| 32.43 | ||
| 39.91 | ||
| 49.89 |
మీ మూడు ప్రయత్నాల కోసం తుది ఘనపరిమాణం V₂ (x-అక్షం) పై తుది ఉష్ణోగ్రత T₂ (y-అక్షం) ప్లాట్ చేయండి. రేఖ మూలబిందువు గుండా సరళంగా ఉందా?
4 · విశ్లేషించండి
- ఒక ప్రయత్నానికి, P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa ఉపయోగించి W_gas = P₁(V₂ − V₁) లెక్కించి, తర్వాత T₂ = T₁·V₂/V₁. రెండింటినీ పట్టికతో పోల్చండి.
- W_gas = P·ΔV ఉపయోగించి, అదే స్థిర పీడనం వద్ద పెద్ద ఘనపరిమాణ మార్పు వాయువు చేసే పని ఎక్కువ అవుతుందో వివరించండి.
5 · విస్తరించండి
- మీ T₂-వర్సెస్-V₂ రేఖ చార్లస్ నియమం: స్థిర పీడనం వద్ద, ఘనపరిమాణం, నిరపేక్ష ఉష్ణోగ్రత నేరుగా అనుపాతంలో ఉంటాయి. P స్థిరంగా ఉంచినప్పుడు ఇది PV = nRT నుండి నేరుగా ఎలా వస్తుందో వివరించండి.
- సమపీడన తాపన సమయంలో మీరు కలిపే ఉష్ణంలో కొంత పని (వ్యాకోచం) లోకి, కొంత అంతరిక శక్తి లోకి వెళ్తుంది. ఏకపరమాణుక వాయువుకు (f = 3) కలిపిన ఉష్ణంలో ఎక్కువ భాగం ఏది పొందుతుంది: పని పదమా లేదా అంతరిక-శక్తి పదమా?
ఈ ప్రయోగం వెనుక ఉన్న భౌతిక శాస్త్రం
సమపీడన పని
స్థిర పీడనం వద్ద, వ్యాకోచించే వాయువు చేసే పని సరళంగా పీడనం × ఘనపరిమాణ మార్పు: W_gas = P·ΔV — P-V రేఖాచిత్రంలో అడ్డు రేఖ కింద దీర్ఘచతురస్ర విస్తీర్ణం.
ఉష్ణగతిక శాస్త్రం
- ఆదర్శ వాయు నియమం: పీడనం, ఘనపరిమాణం, ఉష్ణోగ్రత
- గతి సిద్ధాంతం: ఉష్ణోగ్రత, అణు వడి
- సమతాప సంపీడనం: స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద చేసిన పని
- సమఘనపరిమాణ తాపనం: స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద పీడన పెరుగుదల
- రుద్ధోష్మ వ్యాకోచం: ఉష్ణం కోల్పోకుండా చల్లబడటం
- కెలోరిమెట్రీ: వేడి, చల్లని వాటిని కలపడం
- ఉష్ణ వాహకత: కడ్డీ గుండా ఉష్ణ ప్రవాహం
- కార్నో చక్రం: గరిష్ఠ సాధ్యమైన యంత్ర దక్షత
- ఒట్టో చక్రం: పెట్రోల్ ఇంజన్ యొక్క ఆదర్శీకృత నమూనా
- వ్యతిరిక్త కార్నో చక్రం: ఒక రిఫ్రిజిరేటర్
- స్టర్లింగ్ చక్రం: పునరుత్పాదకంతో కూడిన సమతాప దశలు
- విపర్యామ్య సమతాప వ్యాకోచంలో ఎన్ట్రోపి మార్పు