Termodinamika
Izobarinis kaitinimas
Kaitink pastoviu P: dujos plečiasi ir atlieka darbą.
Izobarinis kaitinimas — interaktyvi Termodinamika simuliacija. Kaitink pastoviu P: dujos plečiasi ir atlieka darbą. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Izobarinis kaitinimas
Kaitink pastoviu P: dujos plečiasi ir atlieka darbą.
Pastoviu slėgiu idealiovių dujų šildymas verčia plėstis, tad dujos gali atlikti darbą aplinkai temperatūrai kylant. Pagal pirmąjį dėsnį Q = ΔU + W; dalis sugertos šilumos kelia vidinę energiją, dalis sumoka už plėtimosi darbą.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Tyrimo santrauka
Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją
Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.
Pagrindinis klausimas
Dujos kaitinamos pastoviu slėgiu, todėl plečiasi (izobarinis). Jei leisi joms plėstis iki didesnio galutinio tūrio, ar dujos atlieka daugiau darbo aplinkai?
Svarstytini spėjimai
- Didesnis galutinis tūris reiškia mažiau dujų atlikto darbo.
- Atliktas darbas nepriklauso nuo galutinio tūrio.
- Didesnis galutinis tūris reiškia daugiau dujų atlikto darbo.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Galutinis tūris V₂ (L)
Ką tu matauji:
- Dujų atliktas darbas W_gas (J)
- Galutinė temperatūra T₂ (K)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Izobarinis kaitinimas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. 1 mol dujų pradeda ties 24.9 L, 300 K, pastoviu slėgiu.
- Įjunk galutinės temperatūros rodmuo kameroje.
- Nustatyk taikinį (galutinį) tūrį kiekvienam bandymui ir užsirašyk galutinę temperatūrą bei atliktą darbą.
Valdančioji lygtis
Izobarinis darbas — W = P·ΔV
Pastoviu slėgiu besiplečiančių dujų atliktas darbas yra paprastai slėgis kart tūrio pokytis: W_gas = P·ΔV — stačiakampio plotas po horizontalia linija P-V diagramoje.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok W_gas = P₁(V₂ − V₁) naudodamas P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, tada T₂ = T₁·V₂/V₁. Palygink abu su lentele.
- Paaiškink, naudodamas W_gas = P·ΔV, kodėl didesnis tūrio pokytis tame pačiame pastoviame slėgyje reiškia daugiau dujų atlikto darbo.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Tavo T₂ prieš V₂ linija yra Šarlio dėsnis: pastoviu slėgiu tūris ir absoliučioji temperatūra yra tiesiogiai proporcingi. Paaiškink, kodėl tai kyla tiesiogiai iš PV = nRT, kai P laikomas fiksuotas.
- Dalis šilumos, kurią pridedi izobarinio kaitinimo metu, eina į darbą (plėtimąsi), dalis į vidinę energiją. Kuris gauna daugiau pridėtos šilumos vienatomėms dujoms (f = 3): darbo narys ar vidinės energijos narys?
- 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
- Sveiki atvykę prie izobarinio kaitinimo
- Pasirink kamerą
- Spausk Leisti
- Kaitinimas pastoviu P
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →