Termodünaamika
Ideaalgaasi liivakast
Muuda n, V ja T ning vaata, kuidas P järgneb PV = nRT.
Ideaalgaasi liivakast — interaktiivne Termodünaamika simulatsioon. Muuda n, V ja T ning vaata, kuidas P järgneb PV = nRT. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Ideaalgaasi seadus
Muuda n, V ja T ning vaata, kuidas P järgneb PV = nRT.
Ideaalse gaasi seadus ühendab Boyle'i, Charles'i ja Avogadro seadused üheks olekuvõrrandiks. See liivakast hoiab temperatuuri selgelt nähtavana, et näeksid rõhu tõusu, kui ruumala kahaneb või moolid kasvavad. Molekulide põrked kolbi seina vastu tekitavad makroskoopilise rõhunäidu.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Uurimise kokkuvõte
Planeeri küsimus enne labori avamist
Kokkuvõte peegeldab eelrenderdatud lehte: juhtküsimus, konkureerivad ennustused, muutujate rollid, juhtivad seadused, seadistus, analüüs ja laiendusärgitused jäävad nähtavale ja selles järjekorras.
Juhtküsimus
Fikseeritud hulk gaasi on suletud jäigasse anumasse. Kui sa teda soojendad, mis juhtub tema rõhuga?
Kaalutavad ennustused
- Rõhk kahaneb, kui temperatuur tõuseb.
- Rõhk kasvab proportsionaalselt temperatuuriga.
- Rõhk ei sõltu temperatuurist.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Temperatuur T (K)
Mida sa mõõdad:
- Sisemine energia U (J)
- Rõhk P (kPa)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava ideaalgaasi liivakasti eelseadistus ja vajuta Lähtesta. 1 mol argooni täidab fikseeritud ruumala 0.0249 m³.
- Lülita sisse kambris rõhu näit.
- Sea iga katse jaoks gaasi temperatuur ja kirjuta üles rõhk.
Juhtiv võrrand
Ideaalgaasi seadus — P = n·R·T / V
n mooli ideaalgaasi korral on rõhk, ruumala ja temperatuur seotud võrrandiga P·V = n·R·T. Fikseeritud n ja V juures tõuseb rõhk otseselt võrdeliselt absoluuttemperatuuriga.
Ideaalgaasi sisemine energia — U = f/2·n·R·T
Ideaalgaasi sisemine energia sõltub ainult tema temperatuurist (ja vabadusastmete arvust f), mitte rõhust ega ruumalast eraldi: U = (f/2)nRT.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses P = nRT/V, kasutades n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Võrdle tabeliga.
- Selgita, miks fikseeritud ruumala ja ainehulga korral on rõhk ja absoluuttemperatuur otseselt võrdelised.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Ideaalgaasi seadus nõuab temperatuuri kelvinites, mitte Celsiustes. Selgita, miks Celsiuse kasutamine (mis lubab negatiivseid ja nullväärtusi) rikub sinu leitud otsese võrdelisuse.
- Sinu sisemise energia veerg kasvab samuti temperatuuriga fikseeritud ruumala juures. Selgita U = (f/2)nRT abil, miks fikseeritud hulga gaasi soojendamine konstantsel ruumalal tõstab koos tema rõhku ja sisemist energiat.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Üles või alla?
- Tõsta temperatuuri
- Salvesta rõhk
- Ava andmed
- Selgita oma tõendid
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.