ہم درجۂ حرارت بھینچاؤ: مستقل درجۂ حرارت پر کام
1 · پیش گوئی
گیس درجۂ حرارت مستقل رکھ کر چھوٹے حجم میں بھینچی جاتی ہے (ہم درجۂ حرارت)۔ مزید بھینچنے کے لیے زیادہ کام درکار؟
- چھوٹے آخری حجم تک بھینچنا کم کام لیتا ہے۔
- چھوٹے آخری حجم تک بھینچنا زیادہ کام لیتا ہے (Wgas زیادہ منفی)۔
- درکار کام آخری حجم سے قطع نظر ایک جیسا۔
2 · تیاری
- ہم درجۂ حرارت بھینچاؤ پری سیٹ کھولیں اور ری سیٹ دبائیں۔ 1 مول گیس 49.9 L، 300 K سے شروع۔
- گیس پر کیا گیا کام پڑائت فعال کریں۔
- ہر آزمیش کے لیے ہدف (آخری) حجم سیٹ کریں اور گیس کا کام درج کریں۔
3 · ڈیٹا جمع کریں
| آخری حجم V₂ (L) | گیس کا کیا گیا کام W_gas (J) |
|---|---|
| 24.94 | |
| 16.63 | |
| 12.47 |
اپنے تین آزمایشوں کے لیے W_gas (y محور) کو ln(V₂/V₁) (x محور) کے مقابل پلاٹ کریں، V₁ = 49.9 L لے کر۔
4 · تجزیہ
- کسی ایک آزمایش کے لیے n = 1 mol، R = 8.314 J/(mol·K) اور T = 300 K لے کر W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) حساب کریں۔ جدول سے موازنہ کریں۔
- ہر آزمیش میں W_gas منفی۔ سمجھائیں بھینجی جانے والی گیس کے لیے منفی قدر کا جسمانی مطلب، اور کیوں چھوٹے V₂ تک بھینچنا W_gas کو مزید منفی کرتا ہے۔
5 · توسیع
- چونکہ ہم درجہ حرارت عمل کے لیے ΔU = 0 ہوتا ہے (درجہ حرارت نہیں بدلتا)، پہلا قانون یہاں بھی کہتا ہے Q = W_gas۔ اس نسجن کے دوران حرارت گیس میں داخل ہو رہی ہے یا باہر نکل رہی ہے؟ اپنی علامت روایت سے وضاحت کریں۔
- بھینچتے وقت گیس کا درجۂ حرارت مستقل رکھنے کے لیے اصل تجربات کو سلنڈر سے جڑا حرارت ذخیرہ چاہیے۔ سمجھائیں کیوں بغیر اس ذخیرے کے بھینچاؤ گیس کو گرم کر دیتا۔
اس تجربے کے پیچھے کی طبیعیات
حرارتیات کا پہلا قانون
اندرونی توانائی کی تبدیلی برابر ہے شامل حرارت منہا گیس کا کیا گیا کام: ΔU = Q − W۔ ہم درجہ حرارت مثالی گیس عمل میں ΔU = 0 ہوتا ہے، اس لیے گیس پر کیا گیا سارا کام حرارت بن کر نکل جاتا ہے۔