[فعالیت ۵-۲] [فیزیک] [دهم]
انتهای یک سرنگ حاوی هوا را مسدود و آن را وارد حجم بزرگی از آب کنید. پس از مدتی، پیستون سرنگ را به آرامی بفشارید. هوای درون سرنگ چه فرایندی را طی میکند؟
پاسخ تشریحی و گام به گام [فعالیت ۵-۲] [فیزیک] [دهم]
برای تشخیص نوع فرآیند ترمودینامیکی، باید به کلمات کلیدی در شرح آزمایش توجه کنیم.
**تحلیل کلیدواژهها:**
1. **"حجم بزرگی از آب"**: آب در اینجا نقش یک **منبع گرمایی (Thermal Reservoir)** را بازی میکند. یک منبع گرمایی آنقدر بزرگ است که میتواند با سیستم (هوای داخل سرنگ) تبادل گرما کند بدون آنکه دمای خودش تغییر قابل توجهی داشته باشد. این یعنی آب، دمای هوای داخل سرنگ را **ثابت** نگه میدارد.
2. **"پس از مدتی"**: این عبارت تأکید میکند که قبل از شروع آزمایش، به سیستم فرصت داده میشود تا هوای داخل سرنگ با آب اطراف به **تعادل گرمایی** برسد و همدما شوند.
3. **"به آرامی بفشارید"**: کلمه **"به آرامی" (Quasi-static)** در ترمودینامیک بسیار مهم است. این یعنی فرآیند آنقدر آهسته انجام میشود که در هر لحظه، سیستم فرصت کافی برای تبادل گرما با منبع (آب) را دارد و دمای خود را ثابت نگه میدارد.
4. **"بفشارید"**: این عمل باعث **کاهش حجم** گاز میشود. به فرآیند کاهش حجم، **تراکم (Compression)** میگویند.
**نتیجهگیری:**
با کنار هم قرار دادن این تحلیلها، متوجه میشویم که ما یک فرآیند **تراکم** داریم که در **دمای ثابت** انجام میشود.
بنابراین، هوای درون سرنگ فرآیند **تراکم همدما (Isothermal Compression)** را طی میکند.
