Термодинамика
Пясъчник идеален газ
Променяй n, V и T и гледай как P следва PV = nRT.
Пясъчник идеален газ — интерактивна симулация Термодинамика. Променяй n, V и T и гледай как P следва PV = nRT. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Закон за идеалния газ
Променяй n, V и T и гледай как P следва PV = nRT.
Законът за идеалния газ обединява законите на Бойл, Шарл и Авогадро в едно уравнение на състоянието. Този пясъчник държи температурата явна, за да видиш налягането да расте, когато обемът намалява или моловете увеличават. Молекулните сблъсъци със стената на буталото произвеждат макроскопичното показание за налягане.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Резюме на изследването
Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията
Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.
Водещ въпрос
Фиксирано количество газ е запечатано в твърд съд. Ако го загрееш, какво става с налягането му?
Предсказвания за преценка
- Налягането намалява с нарастване на температурата.
- Налягането нараства пропорционално с температурата.
- Налягането не зависи от температурата.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Температура T (K)
Какво измерваш:
- Вътрешна енергия U (J)
- Налягане P (kPa)
Как протича изследването
- Отвори настройката пясъчник идеален газ и натисни Нулирай. 1 mol аргон запълва фиксиран обем 0.0249 m³.
- Включи показанието за налягане на камерата.
- Задай температурата на газа за всеки опит и запиши налягането.
Управляващо уравнение
Закон за идеалния газ — P = n·R·T / V
За n мола идеален газ налягането, обемът и температурата са заковани заедно от P·V = n·R·T. При фиксирано n и V налягането расте в права пропорция с абсолютната температура.
Вътрешна енергия на идеален газ — U = f/2·n·R·T
Вътрешната енергия на идеален газ зависи само от температурата му (и степените на свобода f), не от налягането или обема поотделно: U = (f/2)nRT.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли P = nRT/V с n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Сравни с таблицата.
- Обясни защо, при фиксиран обем и количество газ, налягането и абсолютната температура са право пропорционални.
Къде това се появява извън лабораторията
- Законът за идеалния газ изисква температура в келвини, не в Целзий. Обясни защо ползването на Целзий (който позволява отрицателни и нулеви стойности) би счупило правата пропорционалност, която намери.
- Колоната ти вътрешна енергия също расте с температурата, при фиксиран обем. Обясни, с U = (f/2)nRT, защо загряването на фиксирано количество газ при постоянен обем увеличава и налягането, и вътрешната му енергия заедно.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Нагоре или надолу?
- Повиши температурата
- Запиши налягането
- Отвори данните
- Обясни доказателствата си
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →