Förstå koncepten
* Idealisk gas: En idealisk gas följer den ideala gaslagen (PV =NRT), där:
* P =tryck
* V =volym
* n =antal mol
* R =idealisk gaskonstant
* T =temperatur
* arbete utförd genom expansion: När en gas expanderar mot ett yttre tryck fungerar det. Det utförda arbetet beräknas som:
* W =-p_ext * ΔV
* W =gjort gjort
* P_ext =externt tryck
* ΔV =volymförändring
Tillämpa koncepten på ditt scenario
Du har tillhandahållit följande information:
* Inledande tryck (P1) =15 atm
* Initial volym (V1) =10 L
* Konstant temperatur (t) =Detta är viktigt för våra beräkningar
Du saknar avgörande information:
* sluttrycket (P2): Du måste veta det slutliga trycket som gasen expanderar till. Detta kommer att bestämma volymförändringen (ΔV).
* konstant yttre tryck (P_EXT): Du måste känna till det ständiga trycket som gasen expanderar mot.
Så här beräknar du det gjorda arbete när du har den saknade informationen:
1. Bestäm den slutliga volymen (V2):
* Om du känner till det slutliga trycket (P2) kan du använda den ideala gaslagen för att hitta den slutliga volymen (V2) eftersom temperaturen är konstant:
* P1V1 =P2V2
* V2 =(p1 * v1) / p2
2. Beräkna volymförändringen (ΔV):
* ΔV =V2 - V1
3. Beräkna arbetet (W):
* W =-p_ext * ΔV
Exempel:
Låt oss anta att gasen expanderar till ett slutligt tryck på 5 atm och det yttre trycket som den expanderar mot är 2 atm.
1. Hitta V2:
* V2 =(15 atm * 10 l) / 5 atm =30 l
2. Beräkna ΔV:
* ΔV =30 l - 10 l =20 l
3. Beräkna arbetet:
* W =-2 atm * 20 l =-40 l · atm
Viktiga anteckningar:
* enheter: Se till att du använder konsekventa enheter under dina beräkningar.
* Signkonvention: Det utförda arbetet kommer att vara negativt om gasen expanderar (gör arbete med omgivningen) och positivt om gasen komprimeras (arbetet görs på gasen).
* konstant temperatur: Det arbete som utförs här är för isotermisk expansion (konstant temperatur). Om temperaturen skulle ändras under utvidgningen skulle beräkningen vara mer komplex.
Låt mig veta om du har det slutliga trycket och konstant yttre tryck, så kan jag hjälpa dig att beräkna det utförda arbetet!
