Термодинамика
Изохорно загряване
Загрей при постоянен V: цялата топлина повишава вътрешната енергия.
Изохорно загряване — интерактивна симулация Термодинамика. Загрей при постоянен V: цялата топлина повишава вътрешната енергия. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Изохорно загряване
Загрей при постоянен V: цялата топлина повишава вътрешната енергия.
С твърди стени не може да се извърши работа (W = 0), така че първият закон се свежда до Q = ΔU. Всеки джаул топлина увеличава директно кинетичната енергия на молекулите, произвеждайки най-стръмното повишение на температурата на единица топлина сред основните процеси.
- W = 0
- Q = ΔU
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
Газ се загрява в твърд, запечатан съд, така че обемът му не може да се промени (изохорно). Понеже газът не може да се разшири, къде отива цялата добавена топлина?
Предсказвания за преценка
- Цялата топлина отива във вътрешна енергия, понеже при постоянен обем не се извършва работа.
- По-голямата част от топлината става работа, макар съдът да е твърд.
- Топлината се дели равномерно между работа и вътрешна енергия, както при другите процеси.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Крайна температура T₂ (K)
Какво измерваш:
- Крайно налягане P₂ (kPa)
- Добавена топлина Q (J)
Как протича изследването
- Отвори настройката изохорно загряване и натисни Нулирай. 1 mol газ е запечатан при 0.0249 m³, започвайки от 300 K.
- Включи показанията за налягане и добавена топлина.
- Задай целевата (крайна) температура за всеки опит и запиши крайното налягане и добавената топлина.
Управляващо уравнение
Изохорно загряване и вътрешна енергия — U = f/2·n·R·T
При постоянен обем газът не извършва работа (W_gas = 0), така че всеки джаул добавена топлина отива директно във вътрешна енергия: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли P₂ = nRT₂/V с n = 1 mol, V = 0.0249 m³, после Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) с f = 3, T₁ = 300 K. Сравни и двете с таблицата.
- Понеже газът не може да се разшири (W_gas = 0), първият закон дава Q = ΔU точно. Обясни защо всеки джаул добавена топлина се появява изцяло като вътрешна енергия тук, за разлика от експеримента изобарно загряване.
Къде това се появява извън лабораторията
- Връзката ти P₂-спрямо-T₂ е законът на Гей-Люсак: при постоянен обем налягането е право пропорционално на абсолютната температура. Обясни защо това следва от PV = nRT при фиксирано V.
- Запечатанът домашният скороварка готви храната по-бързо отчасти защото уловената пара не може да се разшири, така че налягането (и температурата) се качват добре над 100°C. Ползвай връзката от този експеримент, за да обясниш защо запечатан твърд съд позволява на температурата да се изкачи по-високо при същата входна топлина, отколкото отворен би позволил.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Добре дошъл при изохорното загряване
- Избери камерата
- Натисни Пусни
- Загряване при постоянен V
- Отвори панела Свойства
- Справи се!
Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.
Отвори интерактивната лаборатория →