Prostě nezískám přesný rozdíl mezi izotermickou expanzí a volnou expanzí: ve volné expanzi není žádná práce, protože tam není vnější vnější tlak. Pokud jde o izotermickou expanzi, není aplikován žádný tlak, jak se tedy v takovém případě říká, že se má pracovat?
Komentáře
- Ve volné expanzi je vnější tlak nulový. V případě izotermické expanze neměníme vnější tlak. Spíše necháme dodávané teplo přejít přímo do formy práce. Výraz pro práci je $ P \ trojúhelník V $. V případě volné expanze tedy vidíte, že práce je nulová, protože vnější tlak je nulový. U izotermické expanze je vnější tlak konstantní, ne nutně nulový.
Odpověď
Ve volné expanzi není žádná práce, protože neexistuje žádná externí l vnější tlak.
To je určitě pravda, ve skutečnosti bezplatná expanze je nevratný proces, při kterém plyn expanduje do izolované evakuované komory, můžete si to představit jako nádobu s pístem a plyn se nechá rozpínat ve vakuu.
Je tedy zřejmé, že $ P_ {ext} = 0 $ během expanze, takže $ W = 0 $. Nyní pro ideální plyn k tomuto procesu dochází rychle, takže nedochází ani k nárůstu teploty, takže $ dT = 0 $, tedy podle prvního termodynamického zákona $ Q = 0 = W $ a protože vnitřní energie je pouze funkcí teploty, takže $ dU = 0 $ také.
Takže to bylo pro bezplatnou expanzi.
Nyní pro izotermickou expanzi:
Zde vidíme a charakterizujeme stavy po a před izotermickou expanzí vidíme: $$ T_1 = T_2 $$, ale ostatní veličiny se liší, protože vnější tlak je konstantní, ne nutně nulový.
Proto může být práce provedena pomocí:
$$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} pdV $$ a jako $$ p = \ frac {nRT} {V} $$
Práce může být zadána jako, $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} \ frac {nRT} {V} dV $$ $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – nRT ln \ frac {V_2} {V_1} $$
A proto se práce liší v případě izotermické expanze ve srovnání s volnou expanzí.
Komentáře
- hmm..takže ritvik coudary u říkáte, že v případě volné expanze nedochází k získání tepla. .Pokud tedy nedojde ke změně teploty, jak by se plyn expandoval
- a pokud si plyn k expanzi vezme určitou tepelnou energii Q, musí to mít za následek změnu vnitřní energie U nebo práci W, protože Q = U + W
- @BhargavaSisirKurella neexistuje žádný vztah mezi změnou teploty a expanzí plynu, a to ani v případě, že teplota nezmění ' t, který může plyn expandovat.
- V případě volné expanze pro ideální plyny, což je nevratný proces , není odebíráno ani vydáváno žádné teplo a také existuje žádná změna teploty , proto výsledek. Viz také Rozšíření Joule
Odpověď
Neexistuje zde žádný koncept teploty, protože počáteční podmínka volné expanze se předpokládá, pokud je systém správně izolován, což znamená, že nedochází k žádné tepelné interakci mezi systémem a okolím, nicméně podle mého osobního názoru se bude teplota systému snažit během tohoto rychlého procesu se mění, ale protože je systém izolovaný, nedojde k žádnému přenosu tepla a nakonec nedojde ke změně vnitřní energie systému.
Doufám, že mě někdo opraví .
Díky