Termodünaamika
Isohooriline soojendamine
Kuumuta konstantsel V: kogu soojus suurendab siseenergiat.
Isohooriline soojendamine — interaktiivne Termodünaamika simulatsioon. Kuumuta konstantsel V: kogu soojus suurendab siseenergiat. Tasuta veebilehitseja virtuaalne füüsikalabor elavate SI mõõtmiste ja juhendatud õpetusega.
Isohooriline soojendamine
Kuumuta konstantsel V: kogu soojus tõstab siseenergiat.
Jäikade seintega tööd teha ei saa (W = 0), seega taandub esimene seadus kujule Q = ΔU. Iga džaul soojusest suurendab otseselt molekulide kineetilist energiat, andes põhiprotsessidest järseima temperatuuritõusu soojusühiku kohta.
- W = 0
- Q = ΔU
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 jäigas, suletud anumas, seega tema ruumala ei saa muutuda (isohooriliselt). Kuna gaas ei saa paisuda, kuhu läheb kogu lisatud soojus?
Kaalutavad ennustused
- Kogu soojus läheb sisemisse energiasse, sest konstantsel ruumalal tööd ei tehta.
- Suurem osa soojusest muutub tööks, kuigi anum on jäik.
- Soojus jaguneb töö ja sisemise energia vahel võrdselt, nagu teistes protsessides.
Muutujate rollid
Mida sina sead:
- Lõpptemperatuur T₂ (K)
Mida sa mõõdad:
- Lõpprõhk P₂ (kPa)
- Lisatud soojus Q (J)
Kuidas uurimustöö käib
- Ava isohoorilise soojendamise eelseadistus ja vajuta Lähtesta. 1 mol gaasi on suletud 0.0249 m³ juures, alustades 300 K.
- Lülita sisse rõhu ja lisatud soojuse näidud.
- Sea iga katse jaoks siht- (lõpp-) temperatuur ning kirjuta üles lõpprõhk ja lisatud soojus.
Juhtiv võrrand
Isohooriline soojendamine ja sisemine energia — U = f/2·n·R·T
Konstantsel ruumalal gaas tööd ei tee (W_gas = 0), seega läheb iga džaul lisatud soojusest otse sisemisse energiasse: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Mida prinditav tööleht õpilastelt välja küsib
- Arvuta ühes katses P₂ = nRT₂/V, kasutades n = 1 mol, V = 0.0249 m³, seejärel Q = (f/2)nR(T₂ − T₁), kasutades f = 3, T₁ = 300 K. Võrdle mõlemat tabeliga.
- Kuna gaas ei saa paisuda (W_gas = 0), annab esimene seadus täpselt Q = ΔU. Selgita, miks iga džaul lisatud soojusest ilmub siin täielikult sisemise energiana, erinevalt isobaarilise soojendamise eksperimendist.
Kus see laborist kaugemale ilmneb
- Sinu P₂-versus-T₂ seos on Gay-Lussaci seadus: konstantsel ruumalal on rõhk otseselt võrdeline absoluuttemperatuuriga. Selgita, miks see järgneb PV = nRT-st, kui V on fikseeritud.
- Suletud kiirkeedukann küpsetab toitu kiiremini osaliselt sellepärast, et lõksus auru ei saa paisuda, seega rõhk (ja temperatuur) tõusevad sügavalt üle 100 °C. Kasuta selle eksperimendi seost, et selgitada, miks suletud jäik anum laseb temperatuuril sama soojushulga juures kõrgemale ronida kui avatud anum.
- 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 isohoorilise kuumutamise juurde
- Vali kamber
- Vajuta Esita
- Kuumutamine konstantsel V
- Ava Omaduste paneel
- Said hakkama!
Ava interaktiivne simulatsioon, et stseen ehitada, Esita vajutada ja uurida elavate mõõtmiste ning juhendatud õpetusega.