Termodünaamika
Isobaariline soojendamine
Kuumuta konstantsel P: gaas laieneb ja teeb tööd.
Isobaariline soojendamine — interaktiivne Termodünaamika simulatsioon. Kuumuta konstantsel P: gaas laieneb ja teeb tööd. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Isobaariline soojendamine
Kuumuta konstantsel P: gaas laieneb ja teeb tööd.
Konstantse rõhu all sunnib ideaalgaasi kuumutamine laienema, nii et gaas saab ümbritsevale tööd teha, samas kui temperatuur tõuseb. Esimese seaduse järgi Q = ΔU + W; osa neeldunud soojusest tõstab siseenergiat ja osa maksab laienemistöö eest.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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
Gaasi soojendatakse konstantsel rõhul, seega ta paisub (isobaariliselt). Kui sa lased tal paisuda suuremasse lõppruumalasse, kas gaas teeb oma ümbrusele rohkem tööd?
Kaalutavad ennustused
- Suurem lõppruumala tähendab, et gaas teeb vähem tööd.
- Tehtud töö ei sõltu lõppruumalast.
- Suurem lõppruumala tähendab, et gaas teeb rohkem tööd.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Lõppruumala V₂ (L)
Mida sa mõõdad:
- Gaasi poolt tehtud töö W_gas (J)
- Lõpptemperatuur T₂ (K)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava isobaarilise soojendamise eelseadistus ja vajuta Lähtesta. 1 mol gaasi alustab 24,9 L, 300 K, konstantsel rõhul.
- Lülita sisse kambris lõpptemperatuuri näit.
- Sea iga katse jaoks siht- (lõpp-) ruumala ning kirjuta üles lõpptemperatuur ja tehtud töö.
Juhtiv võrrand
Isobaariline töö — W = P·ΔV
Konstantsel rõhul võrdub paisuva gaasi tehtud töö lihtsalt rõhu ja ruumala muutuse korrutisega: W_gas = P·ΔV — rõhtsa joone all P-V diagrammil asuva ristküliku pindala.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses W_gas = P₁(V₂ − V₁), kasutades P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, seejärel T₂ = T₁·V₂/V₁. Võrdle mõlemat tabeliga.
- Selgita W_gas = P·ΔV abil, miks suurem ruumala muutus sama konstantse rõhu juures tähendab, et gaas teeb rohkem tööd.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Sinu T₂-versus-V₂ joon on Charlesi seadus: konstantsel rõhul on ruumala ja absoluuttemperatuur otseselt võrdelised. Selgita, miks see järgneb otseselt PV = nRT-st, kui P hoitakse fikseerituna.
- Osa isobaarilisel soojendamisel lisatavast soojusest läheb töösse (paisumisse) ja osa sisemisse energiasse. Kumb saab üheaatomilise gaasi (f = 3) korral lisatud soojusest rohkem: tööliige või sisemise energia liige?
- 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
- Tere tulemast isobaarilise kuumutamise juurde
- Vali kamber
- Vajuta Esita
- Kuumutamine konstantsel P
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.