Термодинамика
Изотермична компресия
Компресирай при постоянна T: ΔU = 0, следователно Q = W.
Изотермична компресия — интерактивна симулация Термодинамика. Компресирай при постоянна T: ΔU = 0, следователно Q = W. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.
Изотермичен процес
Компресирай при постоянна T: ΔU = 0, следователно Q = W.
По време на изотермичен процес вътрешната енергия на идеален газ зависи само от температурата, така че ΔU = 0. Всяка работа, извършена върху газа, трябва да излезе като топлина към резервоара. Гледай кривата P–V да следва PV = константа, докато буталото се движи.
- ΔU = 0
- Q = W
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 компресира до по-малък обем, докато температурата му се държи постоянна (изотермично). Изисква ли се повече работа за компресиране още по-надолу?
Предсказвания за преценка
- Компресирането до по-малък краен обем изисква по-малко работа.
- Компресирането до по-малък краен обем изисква повече работа (по-отрицателно Wgas).
- Нужната работа е същата независимо от крайния обем.
Роли на променливите
Какво задаваш ти:
- Краен обем V₂ (L)
Какво измерваш:
- Работа, извършена от газа W_gas (J)
Как протича изследването
- Отвори настройката изотермична компресия и натисни Нулирай. 1 mol газ започва на 49.9 L, 300 K.
- Включи показанието за извършена работа върху газа.
- Задай целевия (краен) обем за всеки опит и запиши работата, извършена от газа.
Управляващо уравнение
Първи закон на термодинамиката — ΔU = Q − W
Изменението на вътрешната енергия е равно на добавената топлина минус работата, извършена от газа: ΔU = Q − W. За изотермичен процес на идеален газ ΔU = 0, така че цялата работа, извършена върху газа, излиза като топлина.
Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист
- За един опит изчисли W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) с n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Сравни с таблицата.
- W_gas е отрицателен във всеки опит. Обясни какво означава физически отрицателна стойност за газ, който се компресира, и защо компресирането до по-малко V₂ прави W_gas по-отрицателен.
Къде това се появява извън лабораторията
- Понеже ΔU = 0 за всеки изотермичен процес (температурата не се променя), първият закон казва Q = W_gas и тук. Тече ли топлина навътре или навън от газа по време на тази компресия? Обясни със знаковата си конвенция.
- За да държи газа при постоянна температура, докато го компресира, реалните експерименти се нуждаят от топлинен резервоар в контакт с цилиндъра. Обясни защо компресията би нагряла газа, ако този резервоар го нямаше.
- 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 изотермичната компресия
- Избери камерата
- Натисни Пусни
- Компресия при постоянна T
- 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 →