Termodynamika
Izochorické ohřev
Zahřívej při stálém V: všechno teplo zvyšuje vnitřní energii.
Izochorické ohřev — interaktivní simulace Termodynamika. Zahřívej při stálém V: všechno teplo zvyšuje vnitřní energii. Bezplatná virtuální fyzikální laboratoř v prohlížeči se živými měřeními v SI a řízeným tutoriálem.
Izochorické ohřev
Zahřívej při stálém V: všechno teplo zvyšuje vnitřní energii.
S pevnými stěnami nelze konat práci (W = 0), takže první zákon se redukuje na Q = ΔU. Každý joule tepla přímo zvyšuje kinetickou energii molekul — to dává nejstrmější nárůst teploty na jednotku tepla ze všech základních dějů.
- W = 0
- Q = ΔU
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 v tuhé, uzavřené nádobě, takže se jeho objem nemůže změnit (izochoricky). Protože se plyn nemůže roztáhnout, kam jde veškeré dodané teplo?
Predikce k zvážení
- Všechno teplo jde do vnitřní energie, protože při konstantním objemu není konána žádná práce.
- Většina tepla se stane prací, i když je nádoba tuhá.
- Teplo se dělí rovnoměrně mezi práci a vnitřní energii jako u jiných dějů.
Role proměnných
Co nastavuješ:
- Konečná teplota T₂ (K)
Co měříš:
- Konečný tlak P₂ (kPa)
- Dodané teplo Q (J)
Jak zkoumání probíhá
- Otevři předvolbu isochoric-heating a stiskni Resetovat. 1 mol plynu je uzavřen v 0.0249 m³, začíná na 300 K.
- Zapni odečty tlaku a dodaného tepla.
- Nastav cílovou (konečnou) teplotu pro každý pokus a zapiš konečný tlak a dodané teplo.
Řídící rovnice
Izochorický ohřev a vnitřní energie — U = f/2·n·R·T
Při konstantním objemu plyn nekoná práci (W_gas = 0), takže každý joule dodaného tepla jde přímo do vnitřní energie: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Co tisknutelný pracovní list žádá žáky vypočítat
- Pro jeden pokus spočti P₂ = nRT₂/V s n = 1 mol, V = 0.0249 m³, pak Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) s f = 3, T₁ = 300 K. Porovnej obě s tabulkou.
- Protože se plyn nemůže roztáhnout (W_gas = 0), dává první zákon přesně Q = ΔU. Vysvětli, proč se tu každý joule dodaného tepla objeví celý jako vnitřní energie, na rozdíl od izobarického ohřevu.
Kde se to objevuje mimo laboratoř
- Tvůj vztah P₂ vs T₂ je Gay-Lussacův zákon: při konstantním objemu je tlak přímo úměrný absolutní teplotě. Vysvětli, proč to plyne z PV = nRT, když je V pevné.
- Uzavřený tlakový hrnec ohřívá jídlo rychleji mimo jiné proto, že lapená pára se nemůže roztáhnout, takže tlak (a teplota) stoupnou hodně nad 100°C. Použij vztah tohoto experimentu a vysvětli, proč uzavřená tuhá nádoba dovolí teplotě vylézt výš při stejném teple než otevřená.
- 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 Izochorickém ohřevu
- Vyber komoru
- Stiskni Spustit
- Ohřev při stálém V
- Otevři panel Vlastnosti
- Povedlo se!
Otevři interaktivní simulaci, postav scénu, stiskni Spustit a prozkoumávej s živými měřeními a řízeným tutoriálem.
Otevřít interaktivní laboratoř →