Preveden delovni zvezek (pdf format)

Zdaj pa poskusimo z mešanico 20-ih monoatomarnih in 20 diatomarnih delcev.
h. Zakaj je temperatura plina v škatli ena sama (ne pa ena vrednost za atome in ena za
molekule) Namig: Razmisli o zraku, ki te obdaja pri v glavnem konstantni temperaturi,
razen e smo ravno prižgali grelec ali klimatsko napravo in spremenili temperaturo v
enem delu zraka v prostoru. Zrak sestavljajo enoatomarni plin helij in diatomarni delci
(kisik, dušik).
i. Poakaj vsaj 10 s in primerjaj povprene vrednosti za kinetine energije. Kateri vrednosti
se približuje povpreje monoatomarne kinetine energije
j. Zakaj bi bili povpreni energiji iz (i.), povpreni za dolge asovne periode enaki in veji
od rotacijske kinetine energije diatomarnih delcev
k. Razloži, zakaj naj bi bila skupna energija enaka (2/2)20k B T + (3/2)20k B T.
l. Iz skupne energije (izražene v joulih/k B ) izraunaj temperaturo.
m. Koliko dvoatomarnih delcev bi moral imeti, da bodo povprene kinetine energije za obe
vrsti delcev enake, e imamo v mešanici 15 atomov Preveri svoj odgovor tako, da
doloiš število mono- in diatomarnih delcev in ponovno poženeš animacijo.
Raziskava 20.5: PV diagrami in delo
Idealni plinski zakon: pV = nRT. V tej animaciji
velja, da je N = nR (i.e., k B = 1). Iz tega sledi
idealni plinski zakon v obliki pV = NT. Opravljeno
delo med termodinaminim procesom je odvisno od
vrste procesa (lahko je pozitivno, negativno ali
enako ni). Ponovni zagon. Delo izraunamo iz
enabe:
A = p dV,
tako da je na pV diagramu plošina pod krivuljo enaka delu, ki ga opravi plin pri raztezanju. e
želiš analitino izraunati delo, moraš poznati odvisnost tlaka od volumna (je tlak konstanten, se
spreminja linearno v odvisnosti od volumna, ipd.). Na kakšen nain se tlak spreminja v odvisnosti
od volumna, je odvisno od vrste procesa (izotermni, izobarni, izohorni, adiabatni).
Tri animacije prikazujejo tri razline procese, ki se vsi zanejo pri enaki zaetni in konajo vsi pri
enaki konni temperaturi.
a. Kolikšna je sprememba notranje energije (W) za te procese (spomnimo se , da je W =
(3/2)nRT = (3/2)NT za idealni monoatomarni plin)
b. Oceni plošino lika pod krivuljo (preštej kvadratke na grafu), ko temperatura sistema
prehaja iz zaetne v konno temperaturo (od zaetne do konne izoterme). To je potem
velikost opravljenega dela, saj je A = pdV. Kateri procesi dajo pozitivno delo kateri
procesi dajo negativno delo Pri katerih procesih ni opravljenega dela
c. Prvi zakon termodinamike (sprememba notranje energije je enaka razliki dovedene
toplote in opravljenega dela) W = Q - A v obliki Q = A + W, pravi, da lahko z
172