열역학
등압 가열
일정한 P에서 가열하면 기체가 팽창하며 일을 합니다.
등압 가열 — 인터랙티브 열역학 시뮬레이션. 일정한 P에서 가열하면 기체가 팽창하며 일을 합니다. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
등압 가열
일정한 P에서 가열: 기체가 팽창하며 일을 합니다.
일정 압력에서 이상기체를 가열하면 팽창이 일어나 온도가 오르는 동안 기체가 주위에 일을 합니다. 열역학 제1법칙에 따라 Q = ΔU + W이며, 흡수된 열의 일부는 내부 에너지를 높이고 나머지는 팽창 일에 쓰입니다.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
가스는 일정한 압력에서 가열되어 팽창합니다(등압). 더 큰 최종 부피로 팽창하게 놔두면 가스가 주변 환경에 더 많은 일을 합니까?
검토할 예측
- 최종 부피가 클수록 가스가 수행하는 작업이 줄어듭니다.
- 완료된 작업은 최종 볼륨에 의존하지 않습니다.
- 최종 부피가 클수록 가스가 더 많은 일을 한다는 의미입니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 최종권 V₂ (L)
측정하는 것:
- 가스가 한 일 W_gas (J)
- 최종온도 T² (K)
실험 진행 방법
- isobaric-heating 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 1mol의 가스는 일정한 압력에서 24.9L, 300K에서 시작됩니다.
- 챔버의 최종 온도 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대한 목표(최종) 볼륨을 설정하고 최종 온도와 수행된 작업을 기록합니다.
지배방정식
등압 작업 — W = P·ΔV
일정한 압력에서 팽창하는 기체가 한 일은 단순히 압력에 부피 변화를 곱한 것입니다. W_gas = P·ΔV — P-V 다이어그램의 수평선 아래 직사각형 영역입니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa를 사용하여 W_gas = P₁(V₂ − V₁)를 계산한 다음 T₂ = T₁·V₂/V₁를 계산합니다. 두 가지를 모두 표와 비교해보세요.
- W_gas = P·ΔV를 사용하여 동일한 일정한 압력에서 부피 변화가 클수록 가스가 더 많은 일을 한다는 것을 의미하는 이유를 설명하십시오.
실험 밖에서의 활용
- T₂-vs-V₂ 라인은 찰스의 법칙입니다. 즉, 일정한 압력에서 부피와 절대 온도는 정비례합니다. P가 고정되어 있을 때 이것이 PV = nRT에서 직접 나타나는 이유를 설명하십시오.
- 등압 가열 중에 여러분이 더한 열의 일부는 일(팽창)로, 일부는 내부 에너지로 갑니다. 단원자 기체(f = 3)의 경우, 더해진 열 중 더 많은 몫을 가져가는 것은 일항입니까, 내부 에너지항입니까?
- 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
- 등압 가열에 오신 것을 환영합니다
- 챔버 선택
- 재생을 누르세요
- 일정한 P에서 가열
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.