Nén đẳng nhiệt: Công việc được thực hiện ở nhiệt độ không đổi

1 · Dự đoán

Một chất khí được nén đến thể tích nhỏ hơn trong khi nhiệt độ của nó được giữ không đổi (đẳng nhiệt). Có cần nhiều công việc hơn để nén nó thêm không?

• Nén thành dung lượng cuối cùng nhỏ hơn đòi hỏi ít thao tác hơn.
• Việc nén thành âm lượng cuối cùng nhỏ hơn đòi hỏi nhiều công việc hơn (Wgas âm hơn).
• Công việc cần thiết là như nhau bất kể tập cuối cùng.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước nén đẳng nhiệt và nhấn Reset. 1 mol khí bắt đầu ở 49,9 L, 300 K.
2. Kích hoạt tính năng đọc công việc thực hiện trên khí.
3. Đặt khối lượng mục tiêu (cuối cùng) cho mỗi lần thử và ghi lại công do khí thực hiện.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ biểu đồ W_gas (trục y) so với ln(V₂/V₁) (trục x) cho ba lần thử của bạn, sử dụng V₁ = 49.9 L.

4 · Phân tích

1. Đối với một lần thử, hãy tính W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) bằng n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. So sánh với bảng.
2. W_gas âm trong mọi lần thử. Giải thích ý nghĩa vật lý của giá trị âm đối với khí bị nén và tại sao việc nén đến V₂ nhỏ hơn lại làm cho W_gas âm hơn.

5 · Gia hạn

1. Vì ΔU = 0 đối với bất kỳ quá trình đẳng nhiệt nào (nhiệt độ không thay đổi), định luật thứ nhất cũng nói Q = W_gas ở đây. Nhiệt truyền vào hay thoát ra khỏi khí trong quá trình nén này? Giải thích bằng cách sử dụng quy ước ký hiệu của bạn.
2. Để giữ khí ở nhiệt độ không đổi trong khi nén nó, các thí nghiệm thực tế cần một bình chứa nhiệt tiếp xúc với xi lanh. Giải thích tại sao quá trình nén sẽ làm nóng khí nếu không có bình chứa đó.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm