Termodinamika
Izochor fűtés
Állandó V-n melegíts: minden hő a belső energiát emeli.
Izochor fűtés — interaktív Termodinamika szimuláció. Állandó V-n melegíts: minden hő a belső energiát emeli. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Izochor fűtés
Állandó V-n melegíts: minden hő a belső energiát emeli.
Rigid falakkal nem végezhető munka (W = 0), tehát az első főtétel Q = ΔU-ra egyszerűsödik. Minden joule hő közvetlenül a molekuláris mozgási energiát növeli, adva a legmerőkebb hőmérséklet-emelkedést egységnyi hőre az alapfolyamatok közül.
- W = 0
- Q = ΔU
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 merev, zárt tartályban melegítenek, tehát a térfogata nem változhat (izochor). Mivel a gáz nem tud tágulni, hová megy a teljes közölt hő?
Mérlegelendő jóslatok
- A teljes hő belső energiába megy, mert állandó térfogaton nincs végzett munka.
- A hő nagy része munkává válik, noha a tartály merev.
- A hő fele-fele oszlik munka és belső energia között, mint más folyamatokban.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Véghőmérséklet T₂ (K)
Amit mérsz:
- Végnyomás P₂ (kPa)
- Közölt hő Q (J)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg az isochoric-heating előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. 1 mól gáz van lezárva 0.0249 m³-nél, 300 K-ról indulva.
- Engedélyezd a nyomás- és közlőhő-kijelzőket.
- Állítsd be a cél (vég) hőmérsékletet minden mérésnél, és rögzítsd a végnyomást és a közölt hőt.
Vezéregyenlet
Izochor fűtés és belső energia — U = f/2·n·R·T
Állandó térfogaton a gáz nem végez munkát (W_gas = 0), tehát minden közölt joule hő közvetlenül belső energiává válik: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a P₂ = nRT₂/V-t n = 1 mól, V = 0.0249 m³ használatával, majd Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) f = 3, T₁ = 300 K értékekkel. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
- Mivel a gáz nem tud tágulni (W_gas = 0), az első főtétel pontosan Q = ΔU-t ad. Magyarázd meg, miért jelenik meg itt minden közelt joule teljes egészében belső energiaként, az izobár fűtési kísérleettel ellentétben.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- A P₂–T₂ összefüggésed a Gay-Lussac-törvény: állandó térfogaton a nyomás közvetlenül arányos az abszolút hőmérséklettel. Magyarázd meg, miért következik ez a PV = nRT-ből, ha V rögzített.
- Egy zárt gyorsfőző részben azért főz gyorsabban, mert a csapdában lévő gőz nem tud tágulni, tehát a nyomás (és a hőmérséklet) jóval 100°C fölé emelkedik. Használd e kísérlet összefüggését, hogy megmagyarázd, miért hagyja egy zárt merev tartály a hőmérsékletet magasabbra kúszni ugyanazon hőbevitelnél, mint egy nyitott.
- 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 Izochor fűtésnél
- Válaszd ki a kamrát
- Nyomd meg az Indítást
- Fűtés állandó V-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.