Zoezi la thermodynamiki lililofanyiwa kazi
Zoezi la somo: sheria za Laplace
Zoezi 10 · Somo 5 — Matumizi kwa Gesi Bora
- zoezi la somo
- sheria ya Laplace
- kielezo cha adiabati
- gamma
- upanuzi wa adiabati
- kanuni ya kwanza katika umbo la diferenshali
Swali
Tunazingatia moli za gesi kamilifu yenye kielezo cha adiabati kinachodhaniwa kuwa thabiti. Mfumo unadhaniwa kuwa umefungwa. Tunakubali uhusiano wa Mayer (tazama zoezi kuhusu ugunduzi wa ).
- Onyesha kuwa
- Gesi hupitia badiliko la adiabati la nusutuli ambapo tunadhani . Kwa kuanzia kanuni ya kwanza katika umbo la diferenshali, onyesha kuwa kisha dedua kuwa katika badiliko lote.
- Dedua maumbo mengine mawili ya sheria ya Laplace: na .
- Fikiria upanuzi kama huo unaoongeza mara mbili ujazo wa gesi ya atomi moja (), yenye moli, kwenye halijoto ya mwanzo K. Kokotoa , kisha na , na utoe maoni kuhusu ishara za na .
- Kwenye mchoro wa Clapeyron , linganisha katika nukta ileile mteremko wa adiabati kama hiyo na wa isothemali.
Kidokezo
Jibu la kina
Swali la 2. Adiabati: , kwa hiyo , yaani . Kwa : Kwa kuintegrali: , yaani . Swali la 3. Kwa kubadilisha tunapata kwa kuwa ni thabiti. Kwa kubadilisha , tunapata , na hivyo . Swali la 4. Njia rahisi zaidi ni kutumia sheria ya Laplace , ambayo inatoa: , yaani K. Kumbuka kwamba ni lazima kutumia halijoto katika kelvini kwenye hesabu hii ili kuepuka kosa! Tunapata K. Kwa kazi, kwa kuwa : : gesi hufanya kazi kwa mazingira ya nje wakati wa upanuzi. Kwa kuwa haiwezi kuchota nishati hiyo kutoka chanzo chochote cha joto (), huitoa katika nishati yake ya ndani, na hivyo kupoa kwa . Swali la 5. Kwa kufanya diferenshali ya : . Kwa kufanya diferenshali ya : . Adiabati ina mteremko mkali mara kuliko isothemali: kubana bila kuondoa joto huongeza shinikizo kwa kasi zaidi, kwa sababu halijoto pia huongezeka.