İzobarik Isıtma: Sabit Basınçta Genleşme
1 · Tahmin Et
Bir gaz sabit basınçta ısıtılır, böylece genleşir (izobarik). Daha büyük bir nihai hacme genişlemesine izin verirseniz, gaz çevresi üzerinde daha fazla iş yapar mı?
- Daha büyük bir nihai hacim, gaz tarafından yapılan daha az iş anlamına gelir.
- Yapılan iş son hacme bağlı değildir.
- Daha büyük bir nihai hacim, gaz tarafından daha fazla iş yapılması anlamına gelir.
2 · Kurulum
- İzobarik ısıtma ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. 1 mol gaz, sabit basınçta 24,9 L, 300 K'de başlar.
- Odadaki son sıcaklık okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için hedef (son) hacmi ayarlayın ve son sıcaklığı ve yapılan işi kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Son hacim V₂ (L) | Gazın yaptığı iş W_gas (J) | Son sıcaklık T₂ (K) |
|---|---|---|
| 32.43 | ||
| 39.91 | ||
| 49.89 |
Üç denemeniz için son sıcaklığı T₂ (y ekseni) ile son hacim V₂'yi (x ekseni) karşılaştırın. Çizgi orijinden düz mü geçiyor?
4 · Analiz et
- Bir deneme için, P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa'yı ve ardından T₂ = T₁·V₂/V₁'yi kullanarak W_gas = P₁(V₂ − V₁)'yi hesaplayın. Her ikisini de tabloyla karşılaştırın.
- W_gas = P·ΔV kullanarak aynı sabit basınçta daha büyük hacim değişiminin neden gaz tarafından daha fazla iş yapılması anlamına geldiğini açıklayın.
5 · Uzat
- T₂-vs-V₂ çizginiz Charles Yasasıdır: sabit basınçta hacim ve mutlak sıcaklık doğru orantılıdır. P sabit tutulduğunda bunun neden doğrudan PV = nRT'den kaynaklandığını açıklayın.
- İzobarik ısıtma sırasında eklediğiniz ısının bir kısmı işe (genleşmeye), bir kısmı da iç enerjiye gider. Tek atomlu bir gaz için (f = 3) eklenen ısıdan hangisi daha fazla alır: iş terimi mi yoksa iç enerji terimi mi?
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
İzobarik Çalışma
Sabit basınçta, genişleyen bir gazın yaptığı iş basitçe basınç çarpı hacim değişimidir: W_gas = P·ΔV — P-V diyagramında yatay bir çizginin altındaki dikdörtgenin alanı.