Po prostu nie rozumiem dokładnej różnicy między izotermiczną ekspansją a swobodną ekspansją: w swobodnej ekspansji nie ma pracy, ponieważ istnieje nie ma zewnętrznego ciśnienia zewnętrznego. Jeśli chodzi o rozszerzanie izotermiczne, nie jest stosowane ciśnienie, to jak mówi się o wykonaniu pracy w takim przypadku?
Komentarze
- Cóż, przy swobodnym rozszerzaniu ciśnienie zewnętrzne wynosi zero. W przypadku rozprężania izotermicznego nie zmieniamy ciśnienia zewnętrznego. Raczej pozwalamy, aby dostarczone ciepło przechodziło bezpośrednio do formy pracy. Wyrażenie na pracę to $ P \ trójkąt V $. Zatem, jak widać, w przypadku swobodnej ekspansji, wykonana praca wynosi zero, ponieważ ciśnienie zewnętrzne wynosi zero. Dla rozprężania izotermicznego ciśnienie zewnętrzne jest stałe, niekoniecznie zero.
Odpowiedź
W darmowej ekspansji nie ma pracy, ponieważ nie ma zewnętrznej l presja zewnętrzna.
To z pewnością prawda, w rzeczywistości swobodne rozszerzanie to nieodwracalny proces, w którym gaz rozszerza się do izolowanej, opróżnionej komory, możesz myśleć o tym jak o pojemniku Ann z tłokiem, a gaz rozszerza się w próżni.
Stąd jest oczywiste, że $ P_ {ext} = 0 $ podczas rozwijania, więc $ W = 0 $. Teraz dla gazu doskonałego proces ten przebiega szybko, więc nie ma również wzrostu temperatury, więc $ dT = 0 $, więc zgodnie z pierwszą zasadą termodynamiki $ Q = 0 = W $ i ponieważ energia wewnętrzna jest tylko funkcją temperatury, więc $ dU = 0 $ również.
Więc to było do darmowej ekspansji.
A teraz do ekspansji izotermicznej:
Tutaj, jeśli widzimy i scharakteryzujemy stany po i przed ekspansją izotermiczną możemy zobaczyć: $$ T_1 = T_2 $$, ale inne wielkości się różnią, np. ciśnienie zewnętrzne jest stałe, niekoniecznie zerowe.
Zatem wykonaną pracę można wyrazić wzorem:
$$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} pdV $$ and as $$ p = \ frac {nRT} {V} $$
Wykonaną pracę można podać jako, $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – \ int_ {1} ^ {2} \ frac {nRT} {V} dV $$ $$ W_ {1 \ rightarrow 2} = – nRT ln \ frac {V_2} {V_1} $$
A zatem praca wykonana różni się w przypadku ekspansji izotermicznej w porównaniu z ekspansją swobodną.
Komentarze
- hmm..tak więc ritvik możesz powiedzieć, że nie ma ciepła uzyskanego w przypadku swobodnej ekspansji. . następnie, jeśli nie ma zmiany temperatury, to w jaki sposób gaz rozszerzyłby się
- i jeśli gaz potrzebuje trochę energii cieplnej Q do rozprężenia, to musi skutkować zmianą energii wewnętrznej U lub wykonanej pracy W, ponieważ Q = U + W
- @BhargavaSisirKurella nie ma związku między zmianą temperatury a rozszerzaniem się gazu, to znaczy nawet jeśli temperatura nie ' t zmienia się, gaz może się rozszerzać.
- W przypadku swobodnego rozprężania dla gazów idealnych, które jest procesem nieodwracalnym , ciepło nie jest pobierane ani oddawane , a także brak zmiany temperatury , stąd wynik. Zobacz także Joule Expansion
Answer
Nie ma tutaj pojęcia temperatury, ponieważ początkowy warunek swobodnej ekspansji zakłada się, jeśli system jest odpowiednio zaizolowany, co oznacza, że nie jest dozwolone oddziaływanie ciepła między systemem a otoczeniem, jednak moim zdaniem temperatura systemu będzie próbowała zmieniają się podczas tego szybkiego procesu, ale ponieważ system jest izolowany, nie nastąpi wymiana ciepła, a na końcu nie będzie zmiany w wewnętrznej energii systemu.
Mam nadzieję, że niektórzy z was mogą mnie poprawić .
Dzięki