Termodynamik

isobar opvarmning

Varm op ved konstant P: gassen udvider sig og udfører arbejde.

isobar opvarmning — interaktiv Termodynamik-simulation. Varm op ved konstant P: gassen udvider sig og udfører arbejde. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

isobar opvarmning

Opvarm ved konstant P: gassen udvider sig og udfører arbejde.

Ved konstant tryk tvinger opvarmning af en idealgas den til udvidelse, så gassen kan udføre arbejde på omgivelserne, mens temperaturen stiger. Fra den første hovedsætning, Q = ΔU + W; en del af den optagne varme løfter den indre energi, og en del betaler for udvidelsesarbejdet.

• W = PΔV
• Q = ΔU + W

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

En gas opvarmes ved konstant tryk og udvider sig derfor (isobar). Hvis du lader den udvide sig til et større slutvolumen, udfører gassen så mere arbejde på sine omgivelser?

Forudsigelser at afveje

• Et større slutvolumen betyder mindre arbejde udført af gassen.
• Det udførte arbejde afhænger ikke af slutvolumenet.
• Et større slutvolumen betyder mere arbejde udført af gassen.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Slutvolumen V₂ (L)

Det, du måler:

• Arbejde udført af gassen W_gas (J)
• Sluttemperatur T₂ (K)

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen isobaric-heating, og tryk på Nulstil. 1 mol gas starter ved 24.9 L, 300 K, ved konstant tryk.
2. Slå sluttemperatursaflæsningen til på kammeret.
3. Indstil mål-(slut-)volumenet for hvert forsøg, og notér sluttemperaturen og det udførte arbejde.

Styrende ligning

Isobart arbejde — W = P·ΔV

Ved konstant tryk er arbejdet udført af en udvidende gas simpelthen tryk gange volumenændringen: W_gas = P·ΔV — arealet af et rektangel under en vandret linje i et P-V-diagram.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for ét forsøg W_gas = P₁(V₂ − V₁) med P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa og derefter T₂ = T₁·V₂/V₁. Sammenlign begge med tabellen.
• Forklar ud fra W_gas = P·ΔV, hvorfor en større volumenændring ved samme konstante tryk betyder mere arbejde udført af gassen.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Din T₂-mod-V₂-linje er Charles' lov: ved konstant tryk er volumen og absolut temperatur direkte proportionale. Forklar, hvorfor dette følger direkte af PV = nRT, når P holdes fast.
• Noget af varmen, du tilfører under isobar opvarmning, går til arbejde (ekspansion), og noget går til indre energi. Hvilken af dem får mest af den tilførte varme for en etatomar gas (f = 3): arbejdstermen eller leddet med indre energi?

• 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

1. Velkommen til Isobar opvarmning
2. Vælg kammeret
3. Tryk på Afspil
4. Opvarmning ved konstant P
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Idealgasloven