Ізотермічне стиснення: робота при сталій температурі

1 · Прогноз

Газ стискають до меншого об'єму, тримаючи сталий температуру (ізотермічно). Чи потрібно більше роботи, щоб стиснути його сильніше?

• Стиснення до меншого кінцевого об'єму потребує менше роботи.
• Стиснення до меншого кінцевого об'єму потребує більше роботи (більш від'ємний Wgas).
• Потрібна робота та сама, який би не був кінцевий об'єм.

2 · Установка

1. Відкрийте пресет ізотермічного стиснення та натисніть «Скинути». 1 моль газу стартує з 49.9 L, 300 K.
2. Увімкніть показ роботи, виконаної газом.
3. Задайте цільовий (кінцевий) об'єм для кожного заміру та запишіть роботу, виконану газом.

3 · Збір даних

Побудуйте графік W_gas (вісь y) проти ln(V₂/V₁) (вісь x) для трьох замірів, використовуючи V₁ = 49.9 L.

4 · Аналіз

1. Для одного заміру обчисліть W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) з n = 1 моль, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Порівняйте з таблицею.
2. W_gas від'ємний у кожному замірі. Поясніть, що фізично означає від'ємне значення для газу, що стискається, і чому стиснення до меншого V₂ робить W_gas від'ємнішим.

5 · Поглиблення

1. Оскільки ΔU = 0 для будь-якого ізотермічного процесу (температура не змінюється), перший закон дає Q = W_gas і тут. Теплота надходить до газу чи виходить з нього під час цього стиснення? Поясніть, використовуючи вашу знакову конвенцію.
2. Щоб тримати газ при сталій температурі під час стиснення, справжні експерименти потребують теплового резервуара в контакті з циліндром. Поясніть, чому без цього резервуара стиснення нагріло б газ.

Фізика цього експерименту

← Назад до експерименту