ऊष्मागतिकी
समआयतनिक तापन
स्थिर V पर तापन: सारी ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा बढ़ाती है।
समआयतनिक तापन — इंटरैक्टिव ऊष्मागतिकी सिमुलेशन। स्थिर V पर तापन: सारी ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा बढ़ाती है। लाइव SI मापों और निर्देशित ट्यूटोरियल के साथ मुफ्त ब्राउज़र-आधारित वर्चुअल फिजिक्स लैब।
समआयत तापन
स्थिर V पर तापन: सारी ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा बढ़ाती है।
कठोर दीवारों के साथ कोई कार्य नहीं किया जा सकता (W = 0), इसलिए प्रथम नियम Q = ΔU में सरल हो जाता है। ऊष्मा का प्रत्येक जूल सीधे आणविक गतिज ऊर्जा बढ़ाता है, जिससे मूल प्रक्रियाओं में प्रति इकाई ऊष्मा सबसे तीव्र तापमान वृद्धि होती है।
- W = 0
- Q = ΔU
जाँच संक्षिप्त
प्रयोगशाला खोलने से पहले प्रश्न की योजना बनाएं
यह संक्षिप्त विवरण प्रीरेंडर किए गए पेज जैसा है: मुख्य प्रश्न, प्रतिस्पर्धी पूर्वानुमान, चरों की भूमिकाएँ, लागू नियम, सेटअप तथा विश्लेषण और विस्तार के संकेत इसी क्रम में दिखाई देते हैं।
ड्राइविंग प्रश्न
एक गैस को एक कठोर, सीलबंद कंटेनर में गर्म किया जाता है, इसलिए इसकी मात्रा बदल नहीं सकती (आइसोकोरिक)। चूँकि गैस फैल नहीं सकती, सारी अतिरिक्त ऊष्मा कहाँ चली जाती है?
तौलने की भविष्यवाणी
- सारी ऊष्मा आंतरिक ऊर्जा में चली जाती है, क्योंकि कोई भी कार्य स्थिर आयतन पर नहीं होता है।
- कंटेनर कठोर होने पर भी अधिकांश ऊष्मा कार्यशील हो जाती है।
- गर्मी अन्य प्रक्रियाओं की तरह ही कार्य और आंतरिक ऊर्जा के बीच समान रूप से विभाजित होती है।
परिवर्तनशील भूमिकाएँ
आपने क्या सेट किया:
- अंतिम तापमान T₂ (K)
आप क्या मापते हैं:
- अंतिम दाब P₂ (kPa)
- ताप जोड़ा गया Q (J)
जाँच कैसे चलती है
- isochoric-heating प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। 1 मोल गैस को 300 K से शुरू करके 0.0249 m³, पर सील कर दिया जाता है।
- दाब और heat-added रीडआउट सक्षम करें।
- प्रत्येक परीक्षण के लिए लक्ष्य (अंतिम) तापमान निर्धारित करें, और अंतिम दाब और जोड़ी गई गर्मी को रिकॉर्ड करें।
शासक समीकरण
आइसोकोरिक ताप और आंतरिक ऊर्जा — U = f/2·n·R·T
स्थिर आयतन पर, गैस कोई कार्य नहीं करती (W_gas = 0 ), इसलिए अतिरिक्त ऊष्मा का प्रत्येक जूल सीधे आंतरिक ऊर्जा में चला जाता है: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
मुद्रण योग्य वर्कशीट छात्रों से क्या काम करने के लिए कहती है
- एक परीक्षण के लिए, n = 1 mol, V = 0.0249 m³, का उपयोग करके P₂ = nRT₂/V की गणना करें, फिर f = 3, T₁ = का उपयोग करके Q = (f/2)nR(T₂ - T₁) की गणना करें। 300 K. दोनों की तुलना तालिका से करें।
- चूँकि गैस फैल नहीं सकती (W_gas = 0 ), पहला नियम बिल्कुल Q = ΔU देता है। बताएं कि isobaric-heating प्रयोग के विपरीत, अतिरिक्त गर्मी का प्रत्येक जूल यहाँ पूरी तरह से आंतरिक ऊर्जा के रूप में क्यों दिखाई देता है।
जहाँ यह प्रयोगशाला से परे दिखाई देता है
- आपका P₂-vs-T₂ संबंध गे-लुसाक का नियम है: स्थिर आयतन पर, दाब पूर्ण तापमान के सीधे आनुपातिक होता है। बताएं कि जब V स्थिर है तो यह PV = nRT का अनुसरण क्यों करता है।
- एक सीलबंद प्रेशर कुकर भोजन को तेजी से गर्म करता है क्योंकि फंसी हुई भाप फैल नहीं सकती है, इसलिए दाब (और तापमान) 100 °C से काफी ऊपर बढ़ जाता है। इस प्रयोग के संबंध का उपयोग यह समझाने के लिए करें कि एक सीलबंद कठोर कंटेनर खुले कंटेनर की तुलना में समान ताप इनपुट के लिए तापमान को अधिक क्यों चढ़ने देता है।
- 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
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