等温压缩：在恒温下完成的功

1·预测

气体被压缩到较小的体积，同时其温度保持恒定（等温）。是否需要更多工作来进一步压缩？

• 压缩到更小的最终体积需要更少的工作。
• 压缩到更小的最终体积需要更多的功（更负的 Wgas）。
• 无论最终卷如何，所需的工作都是相同的。

2·设置

1. 打开「等温压缩：在恒温下完成的功（isothermal-compression）」预设并按重置。 1 摩尔气体的起始体积为 49.9 L，300 K。
2. 启用对气体所做功的读数。
3. 设置每次试验的目标（最终）体积并记录气体所做的功。

3·收集数据

针对三次试验，绘制W_gas（y轴）相对ln(V₂/V₁)（x轴）的关系图，使用V₁ = 49.9 L。

4·分析

1. 对于一项试验，使用 n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K 计算 W_gas = nRT·ln(V₂/V₁)。与表进行比较。
2. 每次试验中 W_gas 均为负值。解释负值对于被压缩的气体在物理上意味着什么，以及为什么压缩到更小的 V2 会使 W_gas 更负。

5·扩展

1. 由于对于任何等温过程（温度不变），ΔU = 0，第一定律在这里也表示 Q = W_gas。在压缩过程中热量是否流入或流出气体？使用您的符号约定进行解释。
2. 为了在压缩时保持气体恒温，实际实验需要一个与气缸接触的储热器。解释为什么如果不存在储层，压缩会加热气体。

这个实验背后的物理原理

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