En vain saa täsmällistä eroa isotermisen laajenemisen ja vapaan laajenemisen välillä: vapaassa laajennuksessa ei ole tehty työtä sen jälkeen ei ole ulkoista ulkoista painetta. Mitä tulee isotermiseen laajenemiseen, sitä ei paineta, miten sitten työ sanotaan tekevän siinä tapauksessa?
Kommentit
- Hyvässä vapaassa paineessa ulkoinen paine on nolla. Isotermisen paisumisen tapauksessa emme muuta ulkoista painetta. Annamme pikemminkin syötetyn lämmön suoraan työn muotoon. Työn ilmaisu on $ P \ kolmio V $. Näin ollen vapaan paisumisen tapauksessa tehty työ on nolla, koska ulkoinen paine on nolla. Isotermisen laajenemisen yhteydessä ulkoinen paine on vakio, ei välttämättä nolla.
Vastaa
Vapaan laajennuksen yhteydessä ei tehdä työtä, koska ulkotilaa ei ole l ulkoinen paine.
Tämä on varmasti totta, itse asiassa vapaa laajeneminen on peruuttamaton prosessi, jossa kaasu laajenee eristetyksi tyhjennettyyn kammioon. Voit ajatella sitä kuin mäntäsäiliö ja kaasu jätetään paisumaan tyhjiössä.
Siksi on selvää, että $ P_ {ext} = 0 $ laajennuksen aikana, joten $ W = 0 $. Ihanteellisen kaasun saamiseksi tämä prosessi tapahtuu nopeasti, joten lämpötilan nousua ei myöskään tapahdu, joten $ dT = 0 $, joten termodynamiikan ensimmäisen lain mukaan $ Q = 0 = W $ ja koska sisäinen energia on vain lämpötilan funktio, joten myös $ dU = 0 $.
Joten se oli ilmaista laajenemista varten.
Nyt isotermistä laajentamista varten:
Tässä, jos näemme ja luonnehdimme tiloja isotermisen laajenemisen jälkeen ja ennen sitä voimme nähdä: $$ T_1 = T_2 $$, mutta muut määrät eroavat toisistaan, kuten ulkoinen paine on vakio, ei välttämättä nolla.
Näin ollen työn voi antaa:
$$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} pdV $$ ja muodossa $$ p = \ frac {nRT} {V} $$
Tehty työ voidaan antaa muodossa: $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} \ frac {nRT} {V} dV $$ $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – nRT ln \ frac {V_2} {V_1} $$
Ja näin ollen tehty työ eroaa isotermisen paisumisen tapauksessa verrattuna vapaan laajenemisen työhön.
Kommentit
- hmm..so ritvik coudary u sanovat, että vapaan paisumisen tapauksessa ei ole lämpöä. sitten, jos lämpötilan muutosta ei tapahdu, miten kaasu laajenee
- ja jos kaasu vie jonkin verran lämpöenergiaa Q laajentumaan, sen on muutettava sisäinen energia U tai tehty työ W, koska Q = U + W
- @BhargavaSisirKurella lämpötilan muutoksen ja kaasun laajenemisen välillä ei ole yhteyttä, toisin sanoen vaikka lämpötila ei muutu ' ei muuta, että kaasu voi laajentua.
- Ideaalikaasujen vapaan paisumisen tapauksessa, joka on peruuttamaton prosessi , lämpöä ei oteta sisään eikä anneta ulos ja myös ei lämpötilan muutosta , siis tulos. Katso myös Joule-laajennus
Vastaa
Lämpötilakäsitettä ei ole tässä, koska vapaan paisumisen lähtötilanteen oletetaan, jos järjestelmä on asianmukaisesti eristetty, mikä tarkoittaa, että lämmön vuorovaikutus järjestelmän ja ympäröivän välillä ei ole sallittua, mutta henkilökohtaisesta mielestäni järjestelmän lämpötila yrittää muutos tämän nopean prosessin aikana, mutta koska järjestelmä on eristetty, lämmönsiirtoa ei tapahdu, eikä lopulta järjestelmän sisäisessä energiassa tapahdu muutoksia.
Toivon, että jotkut teistä saattavat korjata minut .
Kiitos