Termodinamika
Izobár fűtés
Állandó P-n melegíts: a gáz tágul és munkát végez.
Izobár fűtés — interaktív Termodinamika szimuláció. Állandó P-n melegíts: a gáz tágul és munkát végez. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Izobár fűtés
Állandó P-n melegíts: a gáz tágul és munkát végez.
Állandó nyomáson az ideális gáz fűtése tágulást kényszerít, hogy a gáz munkát végezzen a környezetén, miközben a hőmérséklet nő. Az első főtételből Q = ΔU + W; a felvett hő egy része a belső energiát emeli, egy része a tágulási munkát fizeti.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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
Egy gázt állandó nyomáson melegítenek, tehát tágul (izobár). Ha nagyobb végtérfogatig engeded tágulni, több munkát végez a gáz a környezetén?
Mérlegelendő jóslatok
- A nagyobb végtérfogat kevesebb munkát jelent.
- A végzett munka nem függ a végtérfogattól.
- A nagyobb végtérfogat több, a gáz által végzett munkát jelent.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Végtérfogat V₂ (L)
Amit mérsz:
- A gáz által végzett munka W_gas (J)
- Véghőmérséklet T₂ (K)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg az isobaric-heating előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. 1 mól gáz indul 24.9 L-nél, 300 K-on, állandó nyomáson.
- Engedélyezd a véghőmérséklet-kijelzőt a kamrán.
- Állítsd be a cél (vég) térfogatot minden mérésnél, és rögzítsd a véghőmérsékletet és a végzett munkát.
Vezéregyenlet
Izobár munka — W = P·ΔV
Állandó nyomáson a táguló gáz által végzett munka egyszerűen a nyomás és a térfogatváltozás szorzata: W_gas = P·ΔV — egy vízszintes vonal alatti téglalap területe P–V diagramon.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a W_gas = P₁(V₂ − V₁)-t P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa használatával, majd T₂ = T₁·V₂/V₁. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
- Magyarázd meg a W_gas = P·ΔV segítségével, miért jelent több, a gáz által végzett munkát egy nagyobb térfogatváltozás ugyanazon állandó nyomáson.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A T₂–V₂ egyenesed a Charles-törvény: állandó nyomáson a térfogat és az abszolút hőmérséklet közvetlenül arányos. Magyarázd meg, miért következik ez közvetlenül a PV = nRT-ből, ha P rögzített.
- Az izobár fűtés során közölt hő egy része munkába (tágulásba), egy része belső energiába megy. Melyik kap többet a közölt hőből egyatomos gáznál (f = 3): a munkatag vagy a belsőenergia-tag?
- 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
- Üdv az Izobár fűtésnél
- Válaszd ki a kamrát
- Nyomd meg az Indítást
- Fűtés állandó P-n
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.