Termodinamika
Ekspansi isotermal — perubahan entropi
Ekspansi isotermal reversibel: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
Ekspansi isotermal — perubahan entropi — simulasi Termodinamika interaktif. Ekspansi isotermal reversibel: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Perubahan entropi
Ekspansi isotermal reversibel: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
Perubahan entropi mengukur seberapa tersebar energi menjadi. Dalam ekspansi isotermal reversibel, gas menyerap panas Q sementara suhunya tetap konstan, dan entropi meningkat karena energi yang sama menempati volume yang lebih besar dengan lebih banyak mikrostate.
- ΔS = nR ln(V₂/V₁)
- ΔS = Q_rev/T
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Suatu gas memuai secara isotermal dan reversibel hingga volumenya lebih besar. Apakah entropinya bertambah, berkurang, atau tetap sama?
Prediksi untuk ditimbang
- Entropi berkurang ketika gas menyebar.
- Entropi tetap konstan karena prosesnya dapat dibalik.
- Entropi meningkat — gas memiliki kemungkinan susunan mikroskopis yang lebih besar pada volume yang lebih besar.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Volume akhir V₂ (L)
Apa yang Anda ukur:
- Pertukaran panas Q (J)
- Perubahan entropi ΔS (J/K)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset entropi-isotermal dan tekan Reset. 1 mol argon dimulai pada 20 L, 300 K.
- Aktifkan pembacaan pertukaran panas dan perubahan entropi.
- Tetapkan volume target (akhir) untuk setiap percobaan, dan catat pertukaran panas dan perubahan entropi.
Persamaan yang mengatur
Perubahan Entropi dalam Proses Isotermal Reversibel — ΔS = Q/T
Untuk ekspansi isotermal reversibel, perubahan entropi sama dengan panas yang ditukar dibagi suhu konstan, yang menghasilkan ΔS = nR·ln(V₂/V₁) untuk gas ideal — entropi bertambah seiring dengan logaritma rasio volume.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu percobaan, hitung Q = nRT·ln(V₂/V₁) menggunakan n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K, lalu ΔS = Q/T (ekuivalen ΔS = nR·ln(V₂/V₁) secara langsung). Bandingkan keduanya dengan tabel.
- Jelaskan mengapa ΔS positif pada setiap percobaan di sini, dan mengapa ekspansi yang lebih besar (V₂ yang lebih besar) menghasilkan peningkatan entropi yang lebih besar.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Eksperimen ini mengasumsikan perluasan yang dapat dibalik (sangat lambat). Pemuaian bebas (tidak terkendali) ke dalam ruang hampa hingga volume akhir yang sama akan menghasilkan ΔS yang sama untuk gas, meskipun tidak ada panas yang ditukar sama sekali (Q = 0) dan tidak ada usaha yang dilakukan. Jelaskan mengapa entropi adalah fungsi keadaan yang tidak peduli bagaimana gas berpindah dari V₁ ke V₂.
- Hukum kedua mengatakan entropi total (gas ditambah lingkungan) tidak akan pernah berkurang untuk proses nyata. Untuk ekspansi isotermal yang dapat dibalik ini, lingkungan (reservoir panas yang memasok Q) kehilangan entropi yang sama besarnya dengan perolehan gas. Jelaskan mengapa hal ini membuat perubahan entropi total menjadi nol — tanda dari proses yang dapat dibalik.
- 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
- Selamat datang di entropi isotermal
- Pilih ruang
- Tekan Putar
- Entropi dari perubahan volume
- Buka inspektur
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.