دما ثابت
دما ثابت
برای یافتن رابطه بین فشار و حجم مقدار مشخص گاز می توانیم با قرار دادن وزنه روی پیستون فشار گاز را در حجم های مختلف، اندازه بگیریم و چون گاز محبوس در تعادل گرمایی با محیط اطراف است، می توان گفت در موقع اندازه گیری حجم و فشار دمای گاز ثابت مانده است.
البته در چند درس قبل فیلمی مشابه آنچه در عكس های بالا اتفاق افتاد را دیدید كه تكرار آن خالی از لطف نیست.
برای مشاهده فیلم کلیک کنید.
حال لوله بالن (یا نی) را وارد آب كنید. آب در لوله بالا میآید و اینچنین با كاهش حجم هوا داخل بالن، فشار آن افزایش مییابد. به ازای هر حجم میتوانید فشار هوای داخل بالن را از رابطه
هنگام اندازهگیری حجم و فشار گاز كمی صبر كنید تا هوای داخل بالن با محیط به تعادل گرمایی برسد تا اندازهگیرها در دمای ثابت انجام گرفته باشد.
همانطور كه قبلاً گفته شد دو نوع از آزمایش های بالا برای یافتن رابطه P، V و T كفایت می كند. شارل و گیلوساك دو دانشمندی هستند كه به طور جداگانه رابطه بین حجم و دمای مقدار معینی گاز را در فشار ثابت بررسی كرده و به این نتیجه رسیدند كه:
همچنین بویل و ماریوت دو دانشمند دیگر كه به طور جداگانه رابطه بین حجم و فشار یك مقدار گاز را در دمای ثابت بررسی كردند و به این رسیدند كه:
در این قسمت به مثال های ذکر شده دقت کنید:
راهنمایی و حل:
چون وزن پیستون تغییر نمی كند پس فشار ثابت است پس می توان گفت:
راهنمایی و حل:
چون دما افزایش یافته پس حجم هم زیاد شده است، بنابراین تغییر حجم به 1/0 حجم اولّیه به این معنی است كه جسم ثانویه به اندازه 1/0 حجم اولّیه از حجم اولّیه بیشتر شده است. پس داریم:
از طرفی میدانیم T2 به اندازه 50 بیشتر از T1 است پس داریم:
راهنمایی و حل:
ارتفاع استوانه را h1 میگیریم داریم:
P1 فشار هوای داخل استوانه قبل از ورود است كه همان فشار جو است. پس داریم:
بنابراین آب به اندازه روبه‌رو بالا میآید.
راهنمایی و حل:
مطابق شكل زیر گاز سمت چپ پیستون از مشخصه P1 و V1 به
ما دنبال
مرکزیادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا