Jeg får ikke den eksakte forskjellen mellom isoterm ekspansjon og fri ekspansjon: i gratis ekspansjon er det ikke gjort noe arbeid siden det er ikke noe eksternt trykk. Når det gjelder isotermisk ekspansjon, påføres det ikke noe trykk, hvordan kan man si at arbeidet skal gjøres i så fall?
Kommentarer
- Vel i fri ekspansjon, er det ytre trykket null. I tilfelle isoterm ekspansjon endrer vi ikke det ytre trykket. I stedet lar vi den tilførte varmen gå direkte i form av arbeid. Uttrykket for arbeid er $ P \ trekant V $. Dermed kan du se i tilfelle fri ekspansjon at arbeidet som er utført er null da det ytre trykket er null. For isotermisk ekspansjon er det ytre trykket konstant, ikke nødvendigvis null.
Svar
I gratis utvidelse er det ikke gjort noe arbeid da det ikke er noen ekstern l ytre trykk.
Det er absolutt sant, faktisk gratis utvidelse er en irreversibel prosess der en gass utvides til et isolert evakuert kammer, du kan tenke på det som en beholder med et stempel og gassen blir stående i vakuum.
Derfor er det tydelig at $ P_ {ext} = 0 $ under utvidelsen, så $ W = 0 $. Nå for en ideell gass, skjer denne prosessen raskt, så det ikke er temperaturøkning også, så $ dT = 0 $, slik som i henhold til den første loven om termodynamikk $ Q = 0 = W $, og siden intern energi bare er en funksjon av temperatur, så $ dU = 0 $ også.
Så det var for gratis utvidelse.
Nå for isotermisk utvidelse:
Her hvis vi ser og karakteriserer statene etter og før isotermisk ekspansjon kan vi se: $$ T_1 = T_2 $$ men andre størrelser er forskjellige, som om det ytre trykket er konstant, ikke nødvendigvis null.
Derfor kan utført arbeid gis ved å:
$$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} pdV $$ og som $$ p = \ frac {nRT} {V} $$
Utført arbeid kan gis 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 gjort forskjellig arbeid ved isoterm ekspansjon sammenlignet med gratis ekspansjon.
Kommentarer
- hmm..så ritvik coudary u si at det ikke er oppnådd varme i tilfelle gratis utvidelse. .så hvis det ikke er noen temperaturendring, hvordan ville gassen ekspandert
- og hvis gassen tar litt varmeenergi Q for å utvide seg, må den resultere i en endring av intern energi U eller utført arbeid W fordi Q = U + W
- @BhargavaSisirKurella er det ingen sammenheng mellom temperaturendring og ekspansjon av gassen, det vil si selv om temperaturen ikke ' t endrer gassen kan ekspandere.
- I tilfelle gratis ekspansjon for ideelle gasser, som er en irreversibel prosess , ingen varme blir tatt inn eller gitt ut og det er også ingen temperaturendring , derav resultatet. Se også Joule-utvidelse
Svar
Det er ikke noe temperaturbegrep her fordi den opprinnelige tilstanden for fri ekspansjon antas hvis systemet er ordentlig isolert, det vil si at det ikke er noe varmeinteraksjon mellom systemet og omgivelsene er tillatt, men etter min personlige mening vil systemets temp prøve å endring under denne raske prosessen, men når systemet er isolert, vil ingen varmeoverføring finne sted, og til slutt vil det ikke være noen endring i systemets indre energi.
Jeg håper noen av dere kan rette meg .
Takk