Termodinamika
Ideális gáz sandbox
Változtasd n-et, V-t és T-t, és nézd, ahogy P követi a PV = nRT-t.
Ideális gáz sandbox — interaktív Termodinamika szimuláció. Változtasd n-et, V-t és T-t, és nézd, ahogy P követi a PV = nRT-t. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Ideális gáz törvénye
Változtasd n-et, V-t és T-t, és nézd, ahogy P követi a PV = nRT-t.
Az ideális gáztörvény Boyle, Charles és Avogadro törvényeit egyesíti egy állapotegyenletben. Ez a sandbox a hőmérsékletet expliciten tartja, hogy lásd a nyomás növekedését, amikor a térfogat zsugorodik vagy a mól-szám nő. A molekulák ütközései a dugattyú-fal ellen adják a makroszkópikus nyomáskijelzést.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Rögzített mennyiségű gáz van lezárva egy merev tartályban. Ha felmelegíted, mi történik a nyomásával?
Mérlegelendő jóslatok
- A nyomás csökken, ahogy a hőmérséklet emelkedik.
- A nyomás a hőmérséklettel arányosan nő.
- A nyomás nem függ a hőmérséklettől.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Hőmérséklet T (K)
Amit mérsz:
- Belső energia U (J)
- Nyomás P (kPa)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg az ideal-gas-sandbox előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. 1 mól argon tölti ki a 0.0249 m³ rögzített térfogatot.
- Engedélyezd a nyomás-kijelzőt a kamrán.
- Állítsd be a gáz hőmérsékletét minden mérésnél, és rögzítsd a nyomást.
Vezéregyenlet
Ideális gáz törvénye — P = n·R·T / V
N mól ideális gáznál a nyomást, térfogatot és hőmérsékletet a P·V = n·R·T kapcsolja össze. Rögzített n-nél és V-nél a nyomás közvetlenül arányosan nő az abszolút hőmérséklettel.
Az ideális gáz belső energiája — U = f/2·n·R·T
Az ideális gáz belső energiája csak a hőmérséklettől (és az f szabadságfoktól) függ, nem külön a nyomástól vagy a térfogattól: U = (f/2)nRT.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a P = nRT/V-t n = 1 mól, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³ használatával. Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért közvetlenül arányos a nyomás és az abszolút hőmérséklet rögzített térfogaton és gázmennyiségen.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Az ideálisgáz-törvény kelvinben követeli meg a hőmérsékletet, nem Celsius-fokban. Magyarázd meg, miért rontaná el a talált közvetlen arányosságot a Celsius használata (amely negatív és nulla értékeket is megenged).
- A belsőenergia-oszlopod is nő a hőmérséklettel rögzített térfogaton. Magyarázd meg az U = (f/2)nRT-vel, miért növeli együtt a gáz nyomását és belső energiáját a rögzített mennyiségű gáz felmelegítése állandó térfogaton.
- 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
- Fel vagy le?
- Emeld a hőmérsékletet
- Rögzítsd a nyomást
- Nyisd meg az adatokat
- Magyarázd el a bizonyítékod
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.