Termodynamik

isokor opvarmning

Varm op ved konstant V: al varmen øger den indre energi.

isokor opvarmning — interaktiv Termodynamik-simulation. Varm op ved konstant V: al varmen øger den indre energi. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

isokor opvarmning

Opvarm ved konstant V: al varmen hæver den indre energi.

Med stive vægge kan der ikke udføres arbejde (W = 0), så den første hovedsætning reduceres til Q = ΔU. Hver joule varme øger den molekylære kinetiske energi direkte, hvilket giver den stejleste temperaturstigning pr. varmenhed blandt de grundlæggende processer.

• W = 0
• Q = ΔU

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 i en stiv, forseglet beholder, så dens volumen ikke kan ændre sig (isokor). Da gassen ikke kan udvide sig, hvor bliver al den tilførte varme så af?

Forudsigelser at afveje

• Al varmen går til indre energi, da der ikke udføres arbejde ved konstant volumen.
• Det meste af varmen bliver til arbejde, selvom beholderen er stiv.
• Varmen fordeles ligeligt mellem arbejde og indre energi, ligesom i andre processer.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Sluttemperatur T₂ (K)

Det, du måler:

• Sluttryk P₂ (kPa)
• Tilført varme Q (J)

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen isochoric-heating, og tryk på Nulstil. 1 mol gas er forseglet ved 0.0249 m³ og starter ved 300 K.
2. Slå tryk- og tilført-varme-aflæsningerne til.
3. Indstil mål-(slut-)temperaturen for hvert forsøg, og notér sluttrykket og den tilførte varme.

Styrende ligning

Isokor opvarmning og indre energi — U = f/2·n·R·T

Ved konstant volumen udfører en gas ikke arbejde (W_gas = 0), så hver eneste joule tilført varme går direkte til indre energi: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for ét forsøg P₂ = nRT₂/V med n = 1 mol, V = 0.0249 m³, og derefter Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) med f = 3, T₁ = 300 K. Sammenlign begge med tabellen.
• Da gassen ikke kan udvide sig (W_gas = 0), giver første hovedsætning præcis Q = ΔU. Forklar, hvorfor hver eneste joule tilført varme her viser sig udelukkende som indre energi, i modsætning til isobaric-heating-eksperimentet.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Din P₂-mod-T₂-sammenhæng er Gay-Lussacs lov: ved konstant volumen er tryk direkte proportionalt med absolut temperatur. Forklar, hvorfor dette følger af PV = nRT, når V er fast.
• En forseglet trykoger tilbereder mad hurtigere, delvis fordi den indespærrede damp ikke kan udvide sig, så tryk (og temperatur) stiger godt over 100°C. Brug dette eksperiments sammenhæng til at forklare, hvorfor en forseglet, stiv beholder lader temperaturen stige højere ved samme varmetilførsel end en åben ville.

• 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 Isokor opvarmning
2. Vælg kammeret
3. Tryk på Afspil
4. Opvarmning ved konstant V
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