Το δοχείο Α του σχήματος περιέχει μια ποσότητα αερίου σε πίεση 2·105 Ν/m2 και θερμοκρασία 300Κ και συνδέεται μέσω στρόφιγγας με άλλο κενό δοχείο Β, ίσου όγκου. Τα τοιχώματα των δύο δοχείων είναι θερμομονωτικά. Το αέριο στο Α δοχείο βρίσκεται σε ισορροπία. Αυτό σημαίνει ότι: Η πίεση, η θερμοκρασία και η πυκνότητα έχουν σταθερή τιμή σε όλη την έκταση του δοχείου. Ανοίγουμε τη στρόφιγγα. Τότε:
α) Όλο το αέριο θα περάσει στο Β δοχείο. Λ
β) Θα περάσει μια ποσότητα αερίου στο Β δοχείο, μέχρι η πίεση να γίνει ίση με 2o105Ν/m2. Λ
γ) Θα περάσει μια ποσότητα αερίου στο Β δοχείο και η πίεση θα είναι η ίδια και στα δύο δοχεία. Σ
i. Κατά την παραπάνω μεταβολή:
Η πίεση μειώνεται
Η πυκνότητα του αερίου μειώνεται
Ο αριθμός μορίων ανά μονάδα όγκου μειώνεται
Η θερμοκρασία του αερίου παραμένει σταθερή
Η εσωτερική ενέργεια του αερίου παραμένει σταθερή
ii. Να υπολογίσετε τις μεταβολές:
α) Της μέσης κινητικής ενέργειας των μορίων του αερίου. 0
Β) της τετραγωνικής ρίζας της μέσης τιμής των τετραγώνων των ταχυτήτων. 0
iii. Να χαρακτηρίσετε σαν σωστές ή λαθεμένες τις παρακάτω προτάσεις:
α) Κατά την βίαιη μεταφορά αερίου από το Α στο Β δοχείο, η κινητική ενέργεια των μορίων αυξήθηκε. Λ
Β) Η παραπάνω μεταβολή είναι αντιστρεπτή γιατί αφού τα μόρια κινούνται άτακτα και τυχαία, μπορεί κάποια στιγμή όλα τα μόρια να βρεθούν στο Α δοχείο και έτσι να επιστρέψουμε στην αρχική κατάσταση. Λ
iv. Να παραστήστε τη μεταβολή σε άξονες P-V.
v. Έστω τώρα ότι το δοχείο Α, που περιέχει την
ίδια ποσότητα αερίου, κλείνεται με έμβολο. Μετακινούμε αργά το έμβολο προς τα δεξιά με τέτοιο τρόπο, ώστε η θερμοκρασία του αερίου να παραμένει πάντα σταθερή, μέχρι να διπλασιαστεί ο όγκος του αερίου.
α) Να χαρακτηρίσετε σαν σωστές ή λαθεμένες τις παρακάτω προτάσεις:
Α. Η πίεση παραμένει σταθερή. Λ
Β. Η μέση κινητική ενέργεια των μορίων παραμένει σταθερή. Σ
Γ. Το αέριο παίρνει ενέργεια μέσω έργου. Λ
Δ. Το αέριο αποβάλει θερμότητα στο περιβάλλον. Λ
Ε. Η εσωτερική ενέργεια του αερίου αυξήθηκε. Λ
ΣΤ. Η μεταβολή αυτή είναι αντιστρεπτή. Σ
β) Να παραστήσετε την μεταβολή σε άξονες P-V
