355. Sylinterin kaasusäiliön tilanmuutokset
Umpinainen, herkkäliikkeisellä männällä suljettu sylinteri sisältää kaasua. Koejärjestelyä voidaan muuttaa seuraavilla toimenpiteillä.
Ratkaisu:
a. Tilavuutta voidaan pienentää vakiopaineessa upottamalla sylinteri kylmään veteen. Kaasun jäähtyessä kaasun rakenneosien keskimääräinen liike-energia pienenee, jolloin rakenneosaset törmäilevät harvemmin säiliön seinämiin ja paine pyrkii pienenemään. Säiliö pääsee pienenemään vapaasti, joten sisäinen paine pysyy yhtä suurena kuin ulkoinen paine.
b. Tilavuutta voidaan pienentää vakiolämpötilassa kasvattamalla punnuksen massaa eli puristamalla kaasua hitaasti kasaan. Kaasusäiliön tilavuuden pienentyessä kaasun rakenneosaset törmäilevät useammin säiliön seinämiin pinta-ala yksikköä kohden. Makrotasolla havaitaan, että kaasun paine kasvaa.
c. Painetta voidaan pienentää vakiolämpötilassa pienentämällä kaasusäiliön sylinterin päällä olevan punnuksen massaa. Kaasusäiliön tilavuuden kasvaessa kaasun rakenneosaset törmäilevät harvemmin säiliön seinämiin pinta-ala yksikköä kohden. Makrotasolla havaitaan, että kaasun paine pienenee.
d. Painetta voidaan pienentää vakiotilavuudessa lukitsemalla mäntä paikoilleen ja jäähdyttämällä sylinteriä kylmässä vedessä. Kaasun jäähtyessä kaasun rakenneosien keskimääräinen liike-energia pienenee, jolloin rakenneosaset törmäilevät harvemmin säiliön seinämiin. Maksotasolla havaitaan, että paine pienenee.
- Männän päällä olevan punnuksen massaa voidaan muuttaa.
- Mäntä voidaan lukita paikalleen lukolla.
- Sylinteri voidaan myös upottaa kylmään tai kuumaan veteen.
- Tilavuuden pieneneminen vakiopaineessa
- Tilavuuden pieneneminen vakiolämpötilassa
- Paineen pieneneminen vakiolämpötilassa
- Paineen pieneneminen vakiotilavuudessa.
Ratkaisu:
a. Tilavuutta voidaan pienentää vakiopaineessa upottamalla sylinteri kylmään veteen. Kaasun jäähtyessä kaasun rakenneosien keskimääräinen liike-energia pienenee, jolloin rakenneosaset törmäilevät harvemmin säiliön seinämiin ja paine pyrkii pienenemään. Säiliö pääsee pienenemään vapaasti, joten sisäinen paine pysyy yhtä suurena kuin ulkoinen paine.
b. Tilavuutta voidaan pienentää vakiolämpötilassa kasvattamalla punnuksen massaa eli puristamalla kaasua hitaasti kasaan. Kaasusäiliön tilavuuden pienentyessä kaasun rakenneosaset törmäilevät useammin säiliön seinämiin pinta-ala yksikköä kohden. Makrotasolla havaitaan, että kaasun paine kasvaa.
c. Painetta voidaan pienentää vakiolämpötilassa pienentämällä kaasusäiliön sylinterin päällä olevan punnuksen massaa. Kaasusäiliön tilavuuden kasvaessa kaasun rakenneosaset törmäilevät harvemmin säiliön seinämiin pinta-ala yksikköä kohden. Makrotasolla havaitaan, että kaasun paine pienenee.
d. Painetta voidaan pienentää vakiotilavuudessa lukitsemalla mäntä paikoilleen ja jäähdyttämällä sylinteriä kylmässä vedessä. Kaasun jäähtyessä kaasun rakenneosien keskimääräinen liike-energia pienenee, jolloin rakenneosaset törmäilevät harvemmin säiliön seinämiin. Maksotasolla havaitaan, että paine pienenee.