Termodinamika
Izobarno zagrijavanje
Zagrijavaj pri stalnom P: plin se širi i vrši rad.
Izobarno zagrijavanje — interaktivna simulacija: Termodinamika. Zagrijavaj pri stalnom P: plin se širi i vrši rad. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Izobarno zagrijavanje
Zagrijavaj pri stalnom P: plin se širi i vrši rad.
Pri stalnom tlaku zagrijavanje idealnog plina prisiljava širenje, pa plin može vršiti rad na okolinu dok temperatura raste. Iz prvog zakona, Q = ΔU + W; dio apsorbirane topline diže unutarnju energiju, a dio plaća rad širenja.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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
Plin se zagrijava pri stalnom tlaku, pa se širi (izobarno). Ako ga pustiš da se raširi na veći konačni volumen, vrši li plin više rada na okolinu?
Predviđanja za odvagnuti
- Veći konačni volumen znači manje rada plina.
- Rad ne ovisi o konačnom volumenu.
- Veći konačni volumen znači više rada plina.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Konačni volumen V₂ (L)
Što mjeriš:
- Rad plina W_gas (J)
- Konačna temperatura T₂ (K)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav isobaric-heating i pritisni Resetiraj. 1 mol plina počinje na 24.9 L, 300 K, pri stalnom tlaku.
- Omogući očitanje konačne temperature na komori.
- Postavi ciljni (konačni) volumen za svaki pokušaj i zabilježi konačnu temperaturu i rad.
Odgovarajuća jednadžba
Izobarni rad — W = P·ΔV
Pri stalnom tlaku, rad koji šireći plin vrši jednostavno je tlak puta promjena volumena: W_gas = P·ΔV — površina pravokutnika ispod horizontalne crte na P-V dijagramu.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj W_gas = P₁(V₂ − V₁) koristeći P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, zatim T₂ = T₁·V₂/V₁. Usporedi oba s tablicom.
- Objasni, koristeći W_gas = P·ΔV, zašto veća promjena volumena pri istom stalnom tlaku znači više rada plina.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Tvoja crta T₂ naspram V₂ je Charlesov zakon: pri stalnom tlaku, volumen i apsolutna temperatura izravno su razmjerni. Objasni zašto to izravno slijedi iz PV = nRT kad je P fiksno.
- Dio topline koji dodaješ tijekom izobarnog zagrijavanja ide u rad (širenje), a dio u unutarnju energiju. Koja dobiva više dodane topline za monoatomni plin (f = 3): član rada ili član unutarnje energije?
- 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
- Dobro došli u izobarno zagrijavanje
- Odaberi komoru
- Pritisni Pokreni
- Zagrijavanje pri stalnom P
- Otvori ploču Svojstva
- Uspjelo ti je!
Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Otvori interaktivni laboratorij →