Termodinamika
Kinetic theory sandbox
Initain ang gas at panoorin ang mga molekula na bumilis (v_rms).
Kinetic theory sandbox — interactive na Termodinamika simulation. Initain ang gas at panoorin ang mga molekula na bumilis (v_rms). Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.
Kinetic theory
Initain ang gas at panoorin ang mga molekula na bumilis (v_rms).
Iniuugnay ng kinetic theory ang temperatura sa average molecular kinetic energy: ½m⟨v²⟩ = (3/2)kT. Ang pag-init ay nagdaragdag ng enerhiyang lumilitaw bilang mas mabilis na random na galaw. Ang root-mean-square speed na v_rms ang pumapasok sa ideal-gas pressure relation at nagpapaliwanag kung bakit mas mataas na pressure ang ginagawa ng mainit na gas sa nakatakdang volume.
- KE_avg = (3/2)kT
- v_rms ∝ √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 temperatura ay sukat ng average na molekular na galaw. Kung idoble mo ang absolute na temperatura ng gas, idoble din ba ang tipikal na bilis ng molekula?
Mga hulang timbangin
- Idoble din ang bilis ng molekula, dahil direktang proporsyonal ang temperatura at bilis.
- Tumataas ang bilis ng molekula nang factor na √2, hindi 2, dahil sa square root ng temperatura nakadepende ang bilis.
- Hindi nakadepende sa temperatura ang bilis ng molekula.
Mga papel ng variable
Ang itinatakda mo:
- Temperatura T (K)
Ang sinusukat mo:
- Average molecular KE (zJ)
- RMS speed v_rms (m/s)
Paano tumatakbo ang investigation
- Buksan ang kinetic-sandbox preset at pindutin ang I-reset. Argon gas (M = 0.039948 kg/mol) ang laman ng chamber.
- I-enable ang rms-speed at average-kinetic-energy readout.
- Itakda ang temperatura ng gas sa bawat trial at itala ang rms molecular speed.
Governing equation
RMS Molecular Speed — v_rms = √(3·R·T / M)
Ang root-mean-square na bilis ng mga molekula ng gas ay nakadepende sa temperatura at molar mass: v_rms = √(3RT/M). Mas mabilis ang molekula ng mas magaan at mas mainit na gas.
Average Molecular Kinetic Energy — KE_avg = 3/2·kB·T
Ang bawat molekula ng ideal gas, anuman ang mass, ay may parehong average na translational kinetic energy sa isang takdang temperatura: KE_avg = (3/2)k_BT. Ang temperatura ay pundamental na sukat ng average na galaw na ito.
Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet
- Para sa isang trial, kalkulahin ang v_rms = √(3RT/M) gamit ang R = 8.314 J/(mol·K) at M = 0.039948 kg/mol. Ihambing sa table.
- Ipaliwanag kung bakit lumalaki ang v_rms kasama ng square root ng temperatura sa halip na direkta sa proporsyon dito.
Saan ito lumilitaw lampas sa lab
- Magkapareho ang average kinetic energy ng dalawang gas sa parehong temperatura, pero mas mataas ang v_rms ng mas magaan (mas maliit na M). Ipaliwanag kung bakit, gamit ang KE_avg = ½M·v_rms² kasama ng katotohanang nakadepende lang sa T ang KE_avg.
- Ang helium (M ≈ 0.004 kg/mol) ay bumubula nang mas mabilis palabas ng balloon kaysa pagluluwag ng balloon mula sa hangin lamang. Gamitin ang formula mong v_rms para ipaliwanag kung bakit mas mabilis makatakas ang mas magaan na molekula sa maliliit na poro.
- 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
- Mabuhay sa Kinetic Sandbox
- Piliin ang chamber
- Pindutin ang I-play
- Mas mabilis na molekula sa mas mataas na T
- 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.