กฎแก๊สอุดมคติ ความดัน ปริมาตร และอุณหภูมิ

1 · ทำนาย

แก๊สปริมาณคงที่ถูกผนึกในภาชนะแข็ง ถ้าทำให้ร้อนขึ้น ความดันของมันเป็นอย่างไร

• ความดันลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น
• ความดันเพิ่มตามสัดส่วนกับอุณหภูมิ
• ความดันไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ ideal-gas-sandbox แล้วกดรีเซ็ต อาร์กอน 1 mol ใส่ปริมาตรคงที่ 0.0249 m³
2. เปิดค่าแสดงความดันบนห้องจำลอง
3. ตั้งอุณหภูมิแก๊สในแต่ละรอบแล้วบันทึกความดัน

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตความดัน P (แกน y) กับอุณหภูมิ T (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นตรงผ่านจุดกำเนิดหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ P = nRT/V โดยใช้ n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³ เทียบกับตาราง
2. อธิบายว่าเหตุใดที่ปริมาตรและปริมาณแก๊สคงที่ ความดันจึงแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์

5 · ต่อยอด

1. กฎแก๊สอุดมคติต้องใช้อุณหภูมิเป็นเคลวิน ไม่ใช่เซลเซียส อธิบายว่าเหตุใดการใช้เซลเซียส (ซึ่งมีค่าติดลบและศูนย์ได้) จึงทำลายความแปรผันตรงที่คุณพบ
2. ที่ปริมาตรคงที่ คอลัมน์พลังงานภายในของคุณก็เพิ่มตามอุณหภูมิเช่นกัน จงใช้ U = (f/2)nRT อธิบายว่าทำไมการให้ความร้อนแก่ก๊าซปริมาณคงที่ที่ปริมาตรคงที่จึงเพิ่มทั้งความดันและพลังงานภายในพร้อมกัน

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง