Jeg får bare ikke den nøjagtige forskel mellem isoterm ekspansion og fri ekspansion: i fri ekspansion er der ikke gjort noget arbejde, da der er der ikke noget eksternt eksternt tryk. Med hensyn til isotermisk ekspansion anvendes der ikke noget tryk, hvordan siges der så at arbejde udføres i så fald?
Kommentarer
- Nå i fri ekspansion er det ydre tryk nul. I tilfælde af isoterm ekspansion ændrer vi ikke det eksterne tryk. Vi lader snarere den tilførte varme gå direkte i form af arbejde. Udtrykket for arbejde er $ P \ trekant V $. Således kan du se i tilfælde af fri ekspansion, at det udførte arbejde er nul, da det ydre tryk er nul. For isotermisk ekspansion er det ydre tryk konstant, ikke nødvendigvis nul.
Svar
I fri udvidelse udføres der ikke noget arbejde, da der ikke er nogen ekstern l eksternt tryk.
Det er bestemt sandt, faktisk fri udvidelse er en irreversibel proces, hvor en gas ekspanderer til et isoleret evakueret kammer, du kan tænke på det som en beholder med et stempel, og gassen efterlades for at ekspandere i vakuum.
Derfor er det tydeligt, at $ P_ {ext} = 0 $ under udvidelsen, så $ W = 0 $. Nu for en ideel gas sker denne proces hurtigt, så der ikke er temperaturstigning så godt, så $ dT = 0 $, så ifølge den første lov om termodynamik $ Q = 0 = W $, og da intern energi kun er en funktion af temperatur, så $ dU = 0 $ også.
Så det var gratis udvidelse.
Nu for isotermisk ekspansion:
Her, hvis vi ser og karakteriserer staterne efter og før isotermisk ekspansion kan vi se: $$ T_1 = T_2 $$ men andre størrelser adskiller sig, ligesom det ydre tryk er konstant, ikke nødvendigvis nul.
Derfor kan udført arbejde gives ved:
$$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} pdV $$ og som $$ p = \ frac {nRT} {V} $$
Udført arbejde kan gives som, $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} \ frac {nRT} {V} dV $$ $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – nRT ln \ frac {V_2} {V_1} $$
Og derfor er det udførte arbejde forskelligt i tilfælde af isoterm ekspansion sammenlignet med gratis ekspansion.
Kommentarer
- hmm..så ritvik coudary u siger, at der ikke er nogen varme opnået i tilfælde af gratis ekspansion. .så hvis der ikke er nogen temperaturændring, hvordan ville gassen ekspandere
- og hvis gassen tager lidt varmeenergi Q at ekspandere, så skal den resultere i en ændring intern energi U eller udført arbejde W, fordi Q = U + W
- @BhargavaSisirKurella er der ingen sammenhæng mellem temperaturændring og ekspansion af gassen, det er selvom temperaturen ikke ' ikke ændrer gassen kan ekspandere.
- I tilfælde af fri ekspansion for ideelle gasser, hvilket er en irreversibel proces , ingen varme optages eller afgives og der er også ingen temperaturændring , derfor resultatet. Se også Joule-udvidelse
Svar
Der er intet temperaturbegreb her, fordi den oprindelige tilstand for fri ekspansion antages, hvis systemet er korrekt isoleret, hvilket betyder, at der ikke er nogen varmeinteraktion mellem systemet og omgivelserne er tilladt, men efter min personlige mening vil systemets temp forsøge at ændring under denne hurtige proces, men da systemet er isoleret, finder der ingen varmeoverføring sted, og i sidste ende vil der ikke være nogen ændring i systemets interne energi.
Jeg håber, at nogle af jer måske retter mig .
Tak