Termodinamika
Sandbox idealnog plina
Mijenjaj n, V i T i gledaj kako P slijedi PV = nRT.
Sandbox idealnog plina — interaktivna simulacija: Termodinamika. Mijenjaj n, V i T i gledaj kako P slijedi PV = nRT. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Zakon idealnog plina
Mijenjaj n, V i T i gledaj kako P slijedi PV = nRT.
Zakon idealnog plina spaja Boyleov, Charlesov i Avogadrov zakon u jednu jednadžbu stanja. Ovaj sandbox drži temperaturu eksplicitnom da vidiš porast tlaka kad se volumen smanji ili broj molova poveća. Sudari molekula sa stijenkom klipa daju makroskopsko očitanje tlaka.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Sažetak istraživanja
Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij
Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.
Središnje pitanje
Fiksna količina plina zatvorena je u kruti spremnik. Ako je zagriješ, što se događa s tlakom?
Predviđanja za odvagnuti
- Tlak pada kako temperatura raste.
- Tlak raste razmjerno s temperaturom.
- Tlak ne ovisi o temperaturi.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Temperatura T (K)
Što mjeriš:
- Unutarnja energija U (J)
- Tlak P (kPa)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav ideal-gas-sandbox i pritisni Resetiraj. 1 mol argona ispunjava fiksni volumen od 0.0249 m³.
- Omogući očitanje tlaka na komori.
- Postavi temperaturu plina za svaki pokušaj i zabilježi tlak.
Odgovarajuća jednadžba
Zakon idealnog plina — P = n·R·T / V
Za n molova idealnog plina, tlak, volumen i temperatura vezani su s P·V = n·R·T. Pri fiksnom n i V, tlak raste izravno razmjerno apsolutnoj temperaturi.
Unutarnja energija idealnog plina — U = f/2·n·R·T
Unutarnja energija idealnog plina ovisi samo o temperaturi (i stupnjevima slobode f), ne o tlaku ni volumenu posebno: U = (f/2)nRT.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj P = nRT/V koristeći n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Usporedi s tablicom.
- Objasni zašto su, pri fiksnom volumenu i količini plina, tlak i apsolutna temperatura izravno razmjerni.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Zakon idealnog plina zahtijeva temperaturu u kelvinima, a ne Celzijevim. Objasni zašto bi upotreba Celzijevih (koji dopuštaju negativne i nule vrijednosti) pokvarila izravnu razmjernost koju si našao.
- Tvoj stupac unutarnje energije također raste s temperaturom, pri fiksnom volumenu. Objasni, koristeći U = (f/2)nRT, zašto zagrijavanje fiksne količine plina pri stalnom volumenu povećava zajedno i tlak i unutarnju energiju.
- 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
- Gore ili dolje?
- Podigni temperaturu
- Snimi tlak
- Otvori podatke
- Objasni svoje dokaze
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →