การอัดตัวอุณหภูมิคงที่ งานที่ทำที่อุณหภูมิคงที่

1 · ทำนาย

แก๊สถูกอัดให้ปริมาตรเล็กลงโดยอุณหภูมิคงที่ (ไอโซเทอร์มอล) การอัดเพิ่มต้องการงานมากกว่าหรือไม่

• การอัดไปปริมาตรสุดท้ายที่เล็กกว่าต้องการงานน้อยกว่า
• การอัดไปปริมาตรสุดท้ายที่เล็กกว่าต้องการงานมากกว่า (Wgas ติดลบมากกว่า)
• งานที่ต้องการเท่ากันไม่ว่าปริมาตรสุดท้ายเท่าใด

2 · จัดเตรียม

1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ isothermal-compression แล้วกดรีเซ็ต แก๊ส 1 mol เริ่มที่ 49.9 L, 300 K
2. เปิดค่าแสดงงานที่กระทำต่อแก๊ส
3. ตั้งปริมาตรเป้าหมาย (สุดท้าย) ของแต่ละรอบแล้วบันทึกงานที่แก๊สทำ

3 · เก็บข้อมูล

จงเขียนกราฟ W_gas (แกน y) กับ ln(V₂/V₁) (แกน x) ของสามรอบ โดยใช้ V₁ = 49.9 L

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) โดยใช้ n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K เทียบกับตาราง
2. W_gas ติดลบทุกรอบ อธิบายว่าค่าติดลบหมายถึงอะไรทางกายภาพสำหรับแก๊สที่ถูกอัด และเหตุใดการอัดไป V₂ ที่เล็กกว่าจึงทำให้ W_gas ติดลบมากขึ้น

5 · ต่อยอด

1. เนื่องจาก ΔU = 0 สำหรับกระบวนการอุณหภูมิคงที่ใด ๆ (อุณหภูมิไม่เปลี่ยน) กฎข้อที่หนึ่งจึงให้ Q = W_gas ที่นี่เช่นกัน ระหว่างการอัดนี้ความร้อนไหลเข้าหรือออกจากก๊าซ จงอธิบายด้วยธรรมเนียมเครื่องหมายของคุณ
2. เพื่อคงอุณหภูมิแก๊สขณะอัด การทดลองจริงต้องมีแหล่งกักความร้อนสัมผัสกระบอกสูบ อธิบายว่าเหตุใดการอัดจึงทำให้แก๊สร้อนขึ้นถ้าไม่มีแหล่งกักนั้น

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง