Non capisco la differenza esatta tra espansione isotermica ed espansione libera: nellespansione libera non cè lavoro da fare da allora non è una pressione esterna esterna. Per quanto riguarda lespansione isotermica non viene applicata alcuna pressione, allora come si dice che il lavoro venga svolto in questo caso?
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- Bene in espansione libera, la pressione esterna è zero. In caso di espansione isotermica, non stiamo modificando la pressione esterna. Piuttosto, lasciamo che il calore fornito vada direttamente nella forma di lavoro. Lespressione per lavoro è $ P \ triangolo V $. Quindi, puoi vedere nel caso di espansione libera, il lavoro svolto è zero poiché la pressione esterna è zero. Per lespansione isotermica, la pressione esterna è costante, non necessariamente zero.
Risposta
Nellespansione gratuita non cè lavoro da fare perché non cè esterno l pressione esterna.
Questo “è certamente vero, infatti espansione libera è un processo irreversibile in cui un gas si espande in una camera isolata e evacuata, puoi pensarlo come un contenitore con un pistone e il gas viene lasciato espandersi sotto vuoto.
Quindi, è evidente che $ P_ {ext} = 0 $ durante lespansione, quindi $ W = 0 $. Ora per un gas ideale questo processo avviene rapidamente, quindi non cè aumento della temperatura, quindi $ dT = 0 $, quindi come per la prima legge della termodinamica $ Q = 0 = W $ e poiché lenergia interna è solo una funzione della temperatura, quindi $ dU = 0 $ pure.
Quindi era per lespansione gratuita.
Ora per lespansione isotermica:
Qui se vediamo e caratterizziamo gli stati dopo e prima dellespansione isotermica possiamo vedere: $$ T_1 = T_2 $$ ma altre grandezze differiscono, come la pressione esterna è costante, non necessariamente zero.
Quindi il lavoro svolto può essere dato da:
$$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} pdV $$ e come $$ p = \ frac {nRT} {V} $$
Il lavoro svolto può essere indicato come, $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} \ frac {nRT} {V} dV $$ $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – nRT ln \ frac {V_2} {V_1} $$
E quindi, il lavoro svolto differisce in caso di espansione isotermica rispetto a quello di espansione libera.
Commenti
- hmm..so ritvik coudary u dite che non si guadagna calore in caso di espansione libera. .quindi se non vi è alcun cambiamento di temperatura, come si espanderebbe il gas
- e se il gas richiede un po di energia termica Q per espandersi, allora deve risultare in una variazione dellenergia interna U o del lavoro svolto W perché Q = U + W
- @BhargavaSisirKurella non cè relazione tra la variazione di temperatura e lespansione del gas, cioè anche se la temperatura ' non cambia il gas può espandersi.
- Nel caso dellespansione libera per i gas ideali, che è un processo irreversibile , non viene aspirato o ceduto calore e inoltre cè nessun cambiamento di temperatura , da qui il risultato. Vedi anche Joule Expansion
Answer
Non esiste il concetto di temperatura qui perché si assume la condizione iniziale di libera espansione se il sistema è adeguatamente isolato, ciò significa che non è consentita alcuna interazione termica tra il sistema e lambiente circostante, tuttavia a mio parere personale la temperatura del sistema proverà a cambiamento durante questo rapido processo, ma poiché il sistema è isolato, non avrà luogo alcun trasferimento di calore e alla fine non ci sarà alcun cambiamento nellenergia interna del sistema.
Spero che qualcuno di voi possa correggermi .
Grazie