Termodinamika
Isothermal expansion — entropy change
Reversible na isothermal expansion: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
Isothermal expansion — entropy change — interactive na Termodinamika simulation. Reversible na isothermal expansion: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Entropy change
Reversible na isothermal expansion: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
Sinusukat ng entropy change kung gaano kumalat ang enerhiya. Sa reversible na isothermal expansion, humihigop ang gas ng init na Q habang nakapirmi ang temperatura, at tumataas ang entropy dahil ang parehong enerhiya ay sumasakop sa mas malaking volume na may mas maraming microstate.
- ΔS = nR ln(V₂/V₁)
- ΔS = Q_rev/T
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 isothermal at reversible sa mas malaking volume. Lumalaki, bumababa, o pareho ba ang entropy nito?
Mga hulang timbangin
- Bumababa ang entropy habang kumakalat ang gas.
- Pareho ang entropy dahil reversible ang process.
- Lumalaki ang entropy — mas maraming posibleng microscopic na ayos ang gas sa mas malaking volume.
Mga papel ng variable
Ang itinatakda mo:
- Final na volume V₂ (L)
Ang sinusukat mo:
- Ipinagpalit na init Q (J)
- Entropy change ΔS (J/K)
Paano tumatakbo ang investigation
- Buksan ang entropy-isothermal preset at pindutin ang I-reset. 1 mol ng argon ang nagsisimula sa 20 L, 300 K.
- I-enable ang heat-exchanged at entropy-change readout.
- Itakda ang target (final) na volume sa bawat trial, at itala ang initong ipinagpalit at pagbabago ng entropy.
Governing equation
Entropy Change sa Reversible Isothermal Process — ΔS = Q/T
Para sa reversible isothermal expansion, ang entropy change ay katumbas ng ipinagpalit na init hatiin sa constant na temperatura, na lumalabas bilang ΔS = nR·ln(V₂/V₁) para sa ideal gas — lumalaki ang entropy kasama ng logarithm ng volume ratio.
Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet
- Para sa isang trial, kalkulahin ang Q = nRT·ln(V₂/V₁) gamit ang n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K, tapos ang ΔS = Q/T (katumbas din ang ΔS = nR·ln(V₂/V₁) nang direkta). Ihambing ang dalawa sa table.
- Ipaliwanag kung bakit positibo ang ΔS sa bawat trial dito, at kung bakit mas malaking expansion (mas malaking V₂) ay mas malaking paglaki ng entropy.
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Inaassume ng experiment na ito ang reversible (walang hanggang bagal) na expansion. Ang libre (hindi kontroladong) na expansion sa vacuum sa parehong final na volume ay magbibigay ng eksaktong magkaparehong ΔS para sa gas, kahit walang ipinagpapalit na init (Q = 0) at walang gawaing ginagawa. Ipaliwanag kung bakit ang entropy ay state function na walang pakialam kung paano nakarating ang gas mula V₁ sa V₂.
- Sinasabi ng ikalawang batas na ang kabuuang entropy (gas plus paligid) ay hindi kailanman bumababa para sa tunay na process. Para sa reversible isothermal expansion na ito, ang paligid (heat reservoir na nagbibigay ng Q) ay nawawalan ng eksaktong kasingdamI ng natatanggap ng gas. Ipaliwanag kung bakit zero ang kabuuang entropy change — ang lagda ng reversible na process.
- 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 Entropy Isothermal
- Piliin ang chamber
- Pindutin ang I-play
- Entropy mula sa pagbabago ng volume
- 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.