Termodinamika
Pencampuran panas & dingin
Campurkan benda panas dan dingin; temukan suhu kesetimbangan.
Pencampuran panas & dingin — simulasi Termodinamika interaktif. Campurkan benda panas dan dingin; temukan suhu kesetimbangan. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Keseimbangan termal
Mencampur sebuah benda panas dan satu dingin; temukan suhu keseimbangan.
Kalorimetri mengasumsikan sistem terisolasi: panas yang hilang dari benda hangat sama dengan panas yang diperoleh benda dingin. Suhu akhir adalah rata-rata tertimbang massa dari suhu awal ketika kalor jenis cocok. Preset ini menggunakan kapasitas panas eksplisit untuk membuat pendekatan menuju kesetimbangan terlihat.
- Q_hilang = Q_diperoleh
- T_eq dibobot oleh mc
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
Sebuah balok aluminium panas dijatuhkan ke dalam air yang lebih dingin. Jika Anda menggunakan balok aluminium yang lebih besar (massa lebih banyak) pada suhu awal yang sama, apakah suhu kesetimbangan akhir akan naik atau turun?
Prediksi untuk ditimbang
- Balok panas yang lebih besar menaikkan suhu kesetimbangan akhir.
- Balok panas yang lebih besar menurunkan suhu kesetimbangan akhir.
- Suhu akhir tidak bergantung pada massa balok aluminium.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Massa aluminium m₂ (kg)
Apa yang Anda ukur:
- Suhu kesetimbangan T_eq (K)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset campuran panas-dingin dan tekan Reset. 1 kg air pada suhu 290 K (badan1) akan bercampur dengan balok aluminium pada suhu 400 K (badan2).
- Aktifkan pembacaan suhu kesetimbangan.
- Tetapkan massa balok aluminium untuk setiap percobaan dan catat suhu kesetimbangannya.
Persamaan yang mengatur
Suhu Kesetimbangan Kalorimetri — T_eq = Σ mᵢcᵢTᵢ / Σ mᵢcᵢ
Ketika dua benda bertukar panas tanpa kehilangan panas ke lingkungannya, mereka menetap pada suhu rata-rata tertimbang — yang diukur berdasarkan kapasitas panas masing-masing benda m·c, bukan hanya massanya.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu percobaan, hitung T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) menggunakan air m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, dan aluminium c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa peningkatan massa balok panas akan menyebabkan suhu kesetimbangan menjadi lebih tinggi, meskipun kalor jenisnya (900 J/(kg·K)) jauh lebih rendah daripada kalor jenis air (4186 J/(kg·K)).
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Air memiliki panas jenis yang luar biasa tinggi dibandingkan kebanyakan bahan. Jelaskan mengapa iklim pesisir cenderung memiliki perubahan suhu yang lebih ringan dibandingkan wilayah pedalaman, dengan menggunakan gagasan keseimbangan energi yang sama seperti eksperimen ini.
- Panas yang hilang dari balok alumunium harus sama dengan panas yang diperoleh air (konservasi energi, dengan asumsi tidak ada kerugian terhadap lingkungan). Untuk satu percobaan, verifikasi menggunakan Q = mcΔT untuk setiap benda.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.1 Thermal energy transfers
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Middle School Physical Science — Energy transfer between materials
- Selamat datang di campuran panas-dingin
- Pilih benda dingin
- Tekan Putar
- Mencampur hingga sebuah suhu
- Buka inspektur
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.