Termodynamika
Izobarické ohřev
Zahřívej při stálém P: plyn se roztahuje a koná práci.
Izobarické ohřev — interaktivní simulace Termodynamika. Zahřívej při stálém P: plyn se roztahuje a koná práci. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Izobarické ohřev
Zahřívej při stálém P: plyn se roztahuje a koná práci.
Při stálém tlaku ohřev ideálního plynu vynutí rozpínání, takže plyn může konat práci na okolí, zatímco teplota roste. Z prvního zákona plyne Q = ΔU + W; část přijatého tepla zvyšuje vnitřní energii a část platí za práci rozpínání.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Souhrn zkoumání
Naplánuj otázku dřív, než otevřeš laboratoř
Stručný přehled odpovídá předrenderované stránce: hlavní otázka, konkurenční predikce, role proměnných, řídicí zákony, sestavení, analýza i rozšiřující podněty zůstávají viditelné a v tomto pořadí.
Hlavní otázka
Plyn je zahříván při konstantním tlaku, takže se roztahuje (izobaricky). Když ho necháš roztáhnout do většího konečného objemu, koná plyn na okolí víc práce?
Predikce k zvážení
- Větší konečný objem znamená méně práce vykonané plynem.
- Vykonaná práce na konečném objemu nezávisí.
- Větší konečný objem znamená víc práce vykonané plynem.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Konečný objem V₂ (L)
Co měříš:
- Práce vykonaná plynem W_gas (J)
- Konečná teplota T₂ (K)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu isobaric-heating a stiskni Resetovat. 1 mol plynu začíná na 24.9 L, 300 K, při konstantním tlaku.
- Zapni odečet konečné teploty na komoře.
- Nastav cílový (konečný) objem pro každý pokus a zapiš konečnou teplotu a vykonanou práci.
Řídící rovnice
Izobarická práce — W = P·ΔV
Při konstantním tlaku je práce vykonaná expandujícím plynem prostě tlak krát změna objemu: W_gas = P·ΔV — plocha obdélníku pod vodorovnou čarou v diagramu P-V.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti W_gas = P₁(V₂ − V₁) s P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, pak T₂ = T₁·V₂/V₁. Porovnej obě s tabulkou.
- Vysvětli pomocí W_gas = P·ΔV, proč větší změna objemu při stejném konstantním tlaku znamená víc práce vykonané plynem.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Tvá čára T₂ vs V₂ je Charlesův zákon: při konstantním tlaku jsou objem a absolutní teplota přímo úměrné. Vysvětli, proč to přímo plyne z PV = nRT, když je P pevné.
- Část tepla, které při izobarickém ohřevu dodáváš, jde do práce (expanze) a část do vnitřní energie. Která dostane víc dodaného tepla pro jednoatomový plyn (f = 3): pracovní člen, nebo člen vnitřní energie?
- 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
- Vítej v Izobarickém ohřevu
- Vyber komoru
- Stiskni Spustit
- Ohřev při stálém P
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →