Termodinamika
Adiabatic expansion
Lumawak nang walang pagpapalitan ng init: lumalamig ang gas.
Adiabatic expansion — interactive na Termodinamika simulation. Lumawak nang walang pagpapalitan ng init: lumalamig ang gas. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Adiabatic expansion
Lumawak nang walang pagpapalitan ng init: pumapalamig ang gas.
Sa adiabatic na process ay Q = 0, kaya ang expansion work ay humuhugot ng internal energy mula sa gas. Bumabagal ang molekula, bumababa ang temperatura, at mas matulis ang daan ng P–V kaysa isotherm dahil walang pumasok na init para panatilihin ang pressure.
- Q = 0
- TV^(γ−1) = const
Investigation brief
Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab
Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.
Pangunahing tanong
Ang gas ay lumalawak nang mabilis, na walang oras para makipagpalitan ng init sa paligid (adiabatic). Bago ba ang temperatura ng gas kahit walang init na pumapasok o lumalabas?
Mga hulang timbangin
- Pumapalamig ang gas — gumagawa ito ng gawain sa paligid gamit ang sarili nitong internal energy.
- Pareho ang temperatura, dahil walang ipinagpapalit na init.
- Nag-iinit ang gas habang lumalawak.
Mga papel ng variable
Ang itinatakda mo:
- Final na volume V₂ (L)
Ang sinusukat mo:
- Work done by gas W_gas (J)
- Final na temperatura T₂ (K)
Paano tumatakbo ang investigation
- Buksan ang adiabatic-expansion preset at pindutin ang I-reset. 1 mol ng diatomic na nitrogen (f = 5) ang nagsisimula sa 24.9 L, 300 K.
- I-enable ang final-temperature readout sa chamber.
- Itakda ang target (final) na volume sa bawat trial, at itala ang final na temperatura at gawaing ginawa.
Governing equation
Adiabatic Process — ΔU = Q − W
Walang ipinagpapalit na init (Q = 0), kaya ang unang batas ay nagiging ΔU = −W_gas: ang lumalawak na gas ay makagagawa lang ng gawain gamit ang sarili nitong internal energy, kaya dapat itong pumalamig. Sinusunod ng pressure at volume ang P·V^γ = constant.
Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet
- Para sa isang trial, kalkulahin ang T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) gamit ang γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L. Tapos kalkulahin ang W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁). Ihambing ang dalawa sa table.
- Sa Q = 0 sa bawat trial, ang unang batas ay nagbibigay ng ΔU = −W_gas nang eksakto. Ipaliwanag, sa termino ng konserbasyon ng enerhiya, kung bakit ang lumalawak na gas na gumagawa ng positibong gawain ay dapat pumalamig kapag hindi ito makahila ng init.
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Malamig sa pakiramdam ang aerosol spray can habang bumubulusot at mabilis lumalawak ang gas — mabilis masyado para makipagpalitan ng maraming init sa paligid. Ipaliwanag kung bakit ito tunay (kahit di-perpekto) na halimbawa ng adiabatic cooling.
- Ihambing ang mga final na temperatura mo rito sa ibibigay ng kabaliktaran ng isothermal-compression (isothermal expansion) para sa parehong pagbabago ng volume: constant ang T ng isothermal, pero hindi ito sa adiabatic case na ito. Bakit nagbabago ang kinalabasan kapag inalis ang assumsyon ng heat exchange?
- 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
- Mabuhay sa Adiabatic Expansion
- Piliin ang chamber
- Pindutin ang I-play
- Expansion na walang daloy ng init
- Buksan ang Properties panel
- Nagawa mo ito!
Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.