การให้ความร้อนไอโซบาริก การขยายตัวที่ความดันคงที่

1 · ทำนาย

แก๊สถูกทำให้ร้อนที่ความดันคงที่จึงขยายตัว (ไอโซบาริก) ถ้าปล่อยให้ขยายไปปริมาตรสุดท้ายที่ใหญ่กว่า แก๊สทำงานต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นหรือไม่

• ปริมาตรสุดท้ายที่ใหญ่กว่าหมายถึงงานที่แก๊สทำน้อยกว่า
• งานที่ทำไม่ขึ้นกับปริมาตรสุดท้าย
• ปริมาตรสุดท้ายที่ใหญ่กว่าหมายถึงงานที่แก๊สทำมากกว่า

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ isobaric-heating แล้วกดรีเซ็ต แก๊ส 1 mol เริ่มที่ 24.9 L, 300 K ที่ความดันคงที่
2. เปิดค่าแสดงอุณหภูมิสุดท้ายบนห้องจำลอง
3. ตั้งปริมาตรเป้าหมาย (สุดท้าย) ของแต่ละรอบ แล้วบันทึกอุณหภูมิสุดท้ายและงานที่ทำ

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตอุณหภูมิสุดท้าย T₂ (แกน y) กับปริมาตรสุดท้าย V₂ (แกน x) จากสามรอบการทดลอง เส้นตรงผ่านจุดกำเนิดหรือไม่

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ W_gas = P₁(V₂ − V₁) โดยใช้ P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa แล้วหา T₂ = T₁·V₂/V₁ เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
2. จงใช้ W_gas = P·ΔV อธิบายว่าทำไมการเปลี่ยนปริมาตรที่มากกว่า ที่ความดันคงที่เดิม จึงหมายถึงงานที่ก๊าซทำมากกว่า

5 · ต่อยอด

1. เส้นกราฟ T₂ กับ V₂ ของคุณคือกฎของชาร์ลส์ ที่ความดันคงที่ ปริมาตรแปรผันตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ จงอธิบายว่าทำไมจึงได้มาจาก PV = nRT โดยตรงเมื่อ P คงที่
2. ความร้อนที่ใส่ระหว่างให้ความร้อนแบบความดันคงที่ ส่วนหนึ่งไปเป็นงาน (การขยายตัว) และส่วนหนึ่งไปเป็นพลังงานภายใน สำหรับก๊าซอะตอมเดี่ยว (f = 3) งานหรือพลังงานภายในได้ส่วนแบ่งมากกว่ากัน

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง