Zadanie Zadanie 8.3.3: Przemiany gazowe i równanie Clapeyrona
- Punkty
- 5 pkt
- Dział
- Termodynamika · Przemiany gazu doskonałego
- Trudność
- Poziom trudności: łatwe
Próbka gazu doskonałego o liczbie moli znajduje się początkowo w stanie 1 o objętości pod ciśnieniem . Gaz poddano przemianie izotermicznej w stałej temperaturze , w wyniku której jego objętość wzrosła czterokrotnie do wartości (stan 2). Następnie gaz przywrócono do stanu początkowego 1 i ogrzano go do temperatury , po czym ponownie rozprężono izotermicznie do objętości . Przyjmij uniwersalną stałą gazową .
a) Oblicz temperaturę bezwzględną gazu w stanie 1.
b) Wyznacz ciśnienie gazu w stanie 2 oraz opisz zależność ciśnienia od objętości w tej przemianie.
c) Porównaj przebieg i położenie obu izoterm (dla temperatur oraz ) na płaszczyźnie . Wyjaśnij, jak wzrost temperatury o 50% wpływa na ciśnienie gazu przy danej objętości .
Treść zadania
Próbka gazu doskonałego o liczbie moli znajduje się początkowo w stanie 1 o objętości pod ciśnieniem . Gaz poddano przemianie izotermicznej w stałej temperaturze , w wyniku której jego objętość wzrosła czterokrotnie do wartości (stan 2).
Następnie gaz przywrócono do stanu początkowego 1 i ogrzano go do temperatury , po czym ponownie rozprężono izotermicznie do objętości . Przyjmij uniwersalną stałą gazową .
**a)** Oblicz temperaturę bezwzględną gazu w stanie 1.
**b)** Wyznacz ciśnienie gazu w stanie 2 oraz opisz zależność funkcyjną ciśnienia od objętości w tej przemianie.
**c)** Porównaj przebieg i położenie obu izoterm (dla temperatur oraz ) na płaszczyźnie . Wyjaśnij, jak wzrost temperatury o 50% wpływa na ciśnienie gazu przy danej objętości .
Odpowiedź i wynik końcowy
**a)**
**b)** ; zależność ciśnienia od objętości ma postać hiperboli
**c)** Izoterma dla wyższej temperatury leży w całości powyżej izotermy dla , a ciśnienie przy każdej ustalonej objętości jest 1,5 raza większe ().