Termodinamika
Izoterminis gaužimas
Gaužink pastovioje T: ΔU = 0, tad Q = W.
Izoterminis gaužimas — interaktyvi Termodinamika simuliacija. Gaužink pastovioje T: ΔU = 0, tad Q = W. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.
Izoterminis procesas
Gaužink pastovioje T: ΔU = 0, tad Q = W.
Izoterminio proceso metu idealiovių dujų vidinė energija priklauso tik nuo temperatūros, tad ΔU = 0. Visas dujoms atliktas darbas turi išeiti kaip šiluma į rezervuarą. Žiūrėk, kaip P–V kreivė seka PV = konstanta stūmokliui judant.
- ΔU = 0
- Q = 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 gaužiamos iki mažesnio tūrio laikant jų temperatūrą pastovią (izoterminis). Ar reikia daugiau darbo gaužiant jas dar toliau?
Svarstytini spėjimai
- Gaužimas iki mažesnio galutinio tūrio reikalauja mažiau darbo.
- Gaužimas iki mažesnio galutinio tūrio reikalauja daugiau darbo (didesnis neigiamas Wgas).
- Reikalingas darbas toks pats, kad bebūtų galutinis tūris.
Kintamųjų vaidmenys
Ką tu nustatai:
- Galutinis tūris V₂ (L)
Ką tu matauji:
- Dujų atliktas darbas W_gas (J)
Kaip vyksta tyrimas
- Atidaryk „Izoterminis gaužimas“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. 1 mol dujų pradeda ties 49.9 L, 300 K.
- Įjunk dujoms atlikto darbo rodmuo.
- Nustatyk taikinį (galutinį) tūrį kiekvienam bandymui ir užsirašyk dujų atliktą darbą.
Valdančioji lygtis
Pirmasis termodinamikos dėsnis — ΔU = Q − W
Vidinės energijos pokytis lygus pridėtai šilumai minus dujų atliktas darbas: ΔU = Q − W. Izoterminiam idealiovių dujų procesui ΔU = 0, tad visas dujoms atliktas darbas išeina kaip šiluma.
Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti
- Vienam bandymui apskaičiuok W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) naudodamas n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Palygink su lentele.
- W_gas yra neigiamas kiekviename bandyme. Paaiškink, ką neigiama reikšmė reiškia fiziškai gaužiamoms dujoms ir kodėl gaužimas iki mažesnio V₂ daro W_gas neigesnį.
Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų
- Kadangi ΔU = 0 bet kuriam izoterminiam procesui (temperatura nesikeičia), pirmasis dėsnis sako, kad čia Q = W_gas. Ar šiluma teka į dujas ar iš jų šio gaužimo metu? Paaiškink naudodamas savo ženklų konvenciją.
- Kad dujos išliktų pastovioje temperatūroje gaužiant, realiems eksperimentams reikia šilumos rezervuaro, kontaktuojančio su cilindru. Paaiškink, kodėl gaužimas įkaitintų dujas, jei to rezervuaro ten nebūtų.
- 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 izoterminio gaužimo
- Pasirink kamerą
- Spausk Leisti
- Gaužimas pastovioje T
- Atidaryk Savybių skydą
- Tau pavyko!
Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.
Atidaryk interaktyvią laboratoriją →