İzokorik Isıtma: Sabit Hacimde Basınç Artışı
1 · Tahmin Et
Bir gaz, sert ve kapalı bir kapta ısıtılır, dolayısıyla hacmi değişmez (izokorik). Gaz genleşemediğine göre eklenen ısı nereye gidiyor?
- Sabit hacimde iş yapılmadığından ısının tamamı iç enerjiye dönüşür.
- Kap sert olmasına rağmen ısının çoğu işe dönüşür.
- Isı, tıpkı diğer süreçler gibi, iş ve iç enerji arasında eşit olarak bölünür.
2 · Kurulum
- İzokorik ısıtma ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. 1 mol gaz 300 K'den başlayarak 0,0249 m³'te kapatılır.
- Basınç ve eklenen ısı okumalarını etkinleştirin.
- Her deneme için hedef (nihai) sıcaklığı ayarlayın ve son basıncı ve eklenen ısıyı kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Son sıcaklık T₂ (K) | Nihai basınç P₂ (kPa) | Isı eklendi Q (J) |
|---|---|---|
| 350.00 | ||
| 450.00 | ||
| 550.00 |
Üç denemeniz için eklenen ısı Q'yu (y ekseni) son sıcaklık T₂ (x ekseni) ile karşılaştırın.
4 · Analiz et
- ...ardından f = 3, T₁ = 300 K kullanarak Q = (f/2)nR(T₂ − T₁)'yi hesaplayın. Her ikisini de tabloyla karşılaştırın.
- Gaz genleşemeyeceği için (W_gas = 0), birinci yasa tam olarak Q = ΔU değerini verir. İzobarik ısıtma deneyinden farklı olarak, eklenen her joule ısının neden burada tamamen iç enerji olarak ortaya çıktığını açıklayın.
5 · Uzat
- P₂-vs-T₂ ilişkiniz Gay-Lussac Yasasıdır: sabit hacimde basınç, mutlak sıcaklıkla doğru orantılıdır. V sabitken bunun neden PV = nRT'den kaynaklandığını açıklayın.
- Kapalı bir düdüklü tencere, kısmen sıkışmış buharın genleşememesi nedeniyle yiyecekleri daha hızlı ısıtır, dolayısıyla basınç (ve sıcaklık) 100°C'nin oldukça üzerine çıkar. Kapalı, sert bir kabın aynı ısı girdisi için sıcaklığın neden açık olana göre daha yükseğe çıkmasına izin verdiğini açıklamak için bu deneyin ilişkisini kullanın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
İzokorik Isıtma ve İç Enerji
Sabit hacimde gaz iş yapmaz (W_gas = 0), dolayısıyla eklenen her ısı joule'ü doğrudan iç enerjiye gider: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Termodinamik
- İdeal Gaz Yasası: Basınç, Hacim ve Sıcaklık
- Kinetik Teori: Sıcaklık ve Moleküler Hız
- İzotermal Sıkıştırma: Sabit Sıcaklıkta Yapılan İş
- İzobarik Isıtma: Sabit Basınçta Genleşme
- Adyabatik Genişleme: Isı Kaybı Olmadan Soğutma
- Kalorimetri: Sıcak ve Soğuğu Karıştırma
- Termal İletim: Bir Çubuktan Isı Akışı
- Carnot Çevrimi: Mümkün Olan Maksimum Motor Verimliliği
- Otto Çevrimi: Benzinli Motorun İdealleştirilmiş Modeli
- Ters Carnot Döngüsü: Bir Buzdolabı
- Stirling Çevrimi: Rejenerasyonlu İzotermal Bacaklar
- Tersinir İzotermal Genişlemede Entropi Değişimi
138 Ücretsiz Yazdırılabilir Fizik Laboratuvarı Çalışma Kağıdı