열역학
등온 압축
일정한 T에서 압축: ΔU = 0이므로 Q = W.
등온 압축 — 인터랙티브 열역학 시뮬레이션. 일정한 T에서 압축: ΔU = 0이므로 Q = W. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
등온 과정
일정한 T에서 압축: ΔU = 0, 따라서 Q = W.
등온 과정에서 이상기체의 내부 에너지는 온도에만 의존하므로 ΔU = 0입니다. 기체에 가해진 일은 모두 열로서 저장고로 빠져나가야 합니다. 피스톤이 움직일 때 P–V 곡선이 PV = 상수를 따르는 모습을 관찰하세요.
- ΔU = 0
- Q = 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 온도가 일정하게 유지되는 동안(등온) 더 작은 부피로 압축됩니다. 더 압축하려면 더 많은 작업이 필요합니까?
검토할 예측
- 더 작은 최종 볼륨으로 압축하면 작업량이 줄어듭니다.
- 더 작은 최종 볼륨으로 압축하려면 더 많은 작업이 필요합니다(더 부정적인 Wgas).
- 필요한 작업은 최종 볼륨에 관계없이 동일합니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 최종권 V₂ (L)
측정하는 것:
- 가스가 한 일 W_gas (J)
실험 진행 방법
- isothermal-compression 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 1몰의 가스는 49.9L, 300K에서 시작됩니다.
- 기체에 가해진 일 표시를 활성화하세요.
- 각 시행에 대한 목표(최종) 부피를 설정하고 가스가 수행한 작업을 기록합니다.
지배방정식
열역학 제1법칙 — ΔU = Q − W
내부 에너지 변화는 추가된 열에서 가스가 수행한 일을 뺀 것과 같습니다: ΔU = Q − W. 등온 ideal-gas 공정의 경우 ΔU = 0이므로 가스에 수행된 모든 일은 열로 남습니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K를 사용하여 W_gas = nRT·ln(V₂/V₁)를 계산합니다. 표와 비교하십시오.
- W_gas는 모든 시행에서 음성입니다. 압축되는 가스에 대해 음수 값이 물리적으로 무엇을 의미하는지, 더 작은 V2로 압축하면 W_gas가 더 음수로 나타나는 이유를 설명하십시오.
실험 밖에서의 활용
- 모든 등온 과정(온도는 변하지 않음)에 대해 ΔU = 0이므로 여기서도 첫 번째 법칙에 따라 Q = W_gas가 됩니다. 이 압축 중에 열이 가스 안으로 흘러 들어가거나 빠져나가나요? 기호 규칙을 사용하여 설명하십시오.
- 가스를 압축하는 동안 일정한 온도를 유지하려면 실제 실험에서는 실린더와 접촉하는 열 저장소가 필요합니다. 저장소가 없다면 왜 압축이 가스를 가열하는지 설명하십시오.
- 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
- 등온 압축에 오신 것을 환영합니다
- 챔버 선택
- 재생을 누르세요
- 일정한 T에서 압축
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
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