Как определить работу при изотермическом процессе

При изотермическом процессе, который протекает при постоянной температуре, газ выполняет работу за счет расширения. Расширение газа характеризуется его объемом, который изменяется в зависимости от изменения давления газа, обусловленного внешними воздействиями.

Работа при изотермическом процессе


Как определить работу при изотермическом процессе

Вопрос «И всё-таки! Что появилось первым?

Яйцо или курица?» — 12 ответов
Вам понадобится

  • — герметичный сосуд с поршнем;
  • — весы;
  • — термометр;
  • — линейка.

Инструкция
1
Рассчитайте работу газа при постоянной температуре. Для этого определите, какой газ выполняет работу, и рассчитайте его молярную массу. С помощью периодической таблицы найдите молекулярную массу, которая численно равна молярной массе, измеренной в г/моль.

2
Найдите массу газа. Для этого откачайте воздух из герметичного сосуда и взвесьте его на весах. После этого закачайте газ, работа которого определяется, и снова взвесьте сосуд.

Разность масс пустого и заполненного сосудов и будет равна массе газа. Измеряйте ее в граммах.
3
Измерьте при помощи термометра температуру газа. При изотермическом процессе она будет постоянна.

Если измерение производится при комнатной температуре, достаточно измерить температуру окружающего воздуха. Измерения произведите в Кельвинах.

Для этого к температуре, измеренной в градусах Цельсия, прибавьте число 273.
4
Определите начальный и конечный объем газа при выполнении работы.

Для этого сосуд берите с подвижным поршнем, и, вычисляя уровень его подъема, рассчитайте первичный и вторичный объем геометрическими методами. Для этого используйте формулу для объема цилиндра V=?•R?•h, где ??3,14, R – радиус цилиндра, h его высота.

5
Рассчитайте работу газа при изотермическом процессе. Для этого поделите массу газа m на его молярную массу M. Полеченный результат умножьте на универсальную газовую постоянную R=8,31 и значение температуры Т в Кельвинах.

Полученный результат умножьте на натуральный логарифм из отношения конечного и начального объемов V2 и V1, A = m/M•R•T•ln(V2/V1).
6
В том случае, когда известно количество теплоты Q, которое получило тело при изотермическом процессе, используйте второе начало термодинамики Q = ?U + A. Где A – работа газа, а ?U – изменение его внутренней энергии.

Поскольку изменение внутренней энергии зависит от температуры, а при изотермическом процессе она остается постоянной, то ?U=0. В этом случае работа газа равна теплоте, переданной ему Q = A.

Похожие статьи:

Читайте также: