Termodinamika
Izotermna kompresija
Sažimi pri stalnom T: ΔU = 0, pa je Q = W.
Izotermna kompresija — interaktivna simulacija: Termodinamika. Sažimi pri stalnom T: ΔU = 0, pa je Q = W. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.
Izotermni proces
Sažimi pri stalnom T: ΔU = 0, pa je Q = W.
Tijekom izotermnog procesa unutarnja energija idealnog plina ovisi samo o temperaturi, pa je ΔU = 0. Sav rad izvršen na plinu mora izaći kao toplina prema spremniku. Gledaj kako P–V krivulja slijedi PV = konstanta dok se klip giba.
- ΔU = 0
- Q = 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 sažima na manji volumen dok mu temperatura ostaje stalna (izotermno). Treba li više rada za sažimanje na još manje?
Predviđanja za odvagnuti
- Sažimanje na manji konačni volumen zahtijeva manje rada.
- Sažimanje na manji konačni volumen zahtijeva više rada (negativniji Wgas).
- Potrebni rad isti je bez obzira na konačni volumen.
Uloge varijabli
Što postavljaš:
- Konačni volumen V₂ (L)
Što mjeriš:
- Rad plina W_gas (J)
Kako istraživanje teče
- Otvori postav isothermal-compression i pritisni Resetiraj. 1 mol plina počinje na 49.9 L, 300 K.
- Omogući očitanje rada izvršenog na plinu.
- Postavi ciljni (konačni) volumen za svaki pokušaj i zabilježi rad izvršen od strane plina.
Odgovarajuća jednadžba
Prvi zakon termodinamike — ΔU = Q − W
Promjena unutarnje energije jednaka je dovedenoj toplini minus rad plina: ΔU = Q − W. Za izotermni proces idealnog plina, ΔU = 0, pa sav rad izvršen na plinu izlazi kao toplina.
Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade
- Za jedan pokušaj izračunaj W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) koristeći n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Usporedi s tablicom.
- W_gas je negativan u svakom pokušaju. Objasni što negativna vrijednost fizikalno znači za plin koji se sažima i zašto sažimanje na manji V₂ čini W_gas negativnijim.
Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija
- Budući da je ΔU = 0 za svaki izotermni proces (temperatura se ne mijenja), prvi zakon kaže Q = W_gas i ovdje. Teče li toplina u plin ili iz plina tijekom ove kompresije? Objasni koristeći svoju konvenciju predznaka.
- Da bi plin ostao na stalnoj temperaturi tijekom sažimanja, stvarni pokusi trebaju toplinski spremnik u kontaktu s cilindrom. Objasni zašto bi kompresija zagrijala plin kad tog spremnika ne bi bilo.
- 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 izotermnu kompresiju
- Odaberi komoru
- Pritisni Pokreni
- Kompresija pri stalnom T
- 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 →