等溫壓縮：在恆溫下完成的功

1·預測

氣體被壓縮到較小的體積，同時其溫度保持恆定（等溫）。是否需要更多工作來進一步壓縮？

• 壓縮到更小的最終體積需要更少的工作。
• 壓縮到更小的最終體積需要更多的功（更負的 Wgas）。
• 無論最終卷如何，所需的工作都是相同的。

2·設定

1. 開啟 isothermal-compression 預設並按下 Reset。 1 摩爾氣體的起始體積為 49.9 L，300 K。
2. 啟用對氣體所做功的讀數。
3. 設定每次試驗的目標（最終）體積並記錄氣體所做的功。

3·收集數據

針對三次試驗，繪製W_gas（Y軸）相對ln(V₂/V₁)（x軸）的關係圖，使用V₁ = 49.9 L。

4·分析

1. 對於其中一次試驗，使用n = 1 mol、R = 8.314 J/(mol·K)、T = 300 K，計算W_gas = nRT·ln(V₂/V₁)。將結果與表格比較。
2. 每次試驗中 W_gas 均為負值。解釋負值對於被壓縮的氣體在物理上意味著什麼，以及為什麼壓縮到更小的 V2 會使 W_gas 更負。

5·擴展

1. 由於對於任何等溫過程（溫度不變），ΔU = 0，第一定律在這裡也表示 Q = W_gas。在壓縮過程中熱量是否流入或流出氣體？使用您的符號約定進行解釋。
2. 為了在壓縮時保持氣體恆溫，實際實驗需要一個與氣缸接觸的儲熱器。解釋為什麼如果不存在儲層，壓縮會加熱氣體。

這個實驗背後的物理原理

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