Termodinamika
Ideālas gāzes smilškaste
Maini n, V un T un vēro, kā P seko PV = nRT.
Ideālas gāzes smilškaste — interaktīva Termodinamika simulācija. Maini n, V un T un vēro, kā P seko PV = nRT. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Ideālas gāzes likums
Maini n, V un T un vēro, kā P seko PV = nRT.
Ideālas gāzes likums apvieno Boila, Šarla un Avogadro likumus vienā stāvokļa vienādojumā. Šī smilškaste tur temperatūru atklāti, lai redzētu spiedieni augam, tilpumam sarūkot vai moliem pieaugot. Molekulu triecieni pret virzuļa sienu rada makroskopisko spiediena rādījumu.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Izpētes kopsavilkums
Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju
Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.
Virzošais jautājums
Fiksēts gāzes daudzums ir noslēgts cietā traukā. Ja tu to silda, kas notiek ar tā spiedienu?
Prognozes, ko svērt
- Spiediens krīt, temperatūrai ceļoties.
- Spiediens aug proporcionāli ar temperatūru.
- Spiediens nav atkarīgs no temperatūras.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Temperatūra T (K)
Ko tu mēri:
- Iekšējā enerģija U (J)
- Spiediens P (kPa)
Kā izpēte norit
- Atver ideālas gāzes smilškastes eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol argona piepilda fiksētu tilpumu 0.0249 m³.
- Ieslēdz spiediena rādījumu uz kameras.
- Iestati gāzes temperatūru katram mēģinājumam un ieraksti spiedienu.
Noteicošais vienādojums
Ideālas gāzes likums — P = n·R·T / V
N moliem ideālas gāzes spiediens, tilpums un temperatūra ir slēgti kopā ar P·V = n·R·T. Pie fiksēta n un V spiediens ceļas tiešā proporcijā ar absolūto temperatūru.
Ideālas gāzes iekšējā enerģija — U = f/2·n·R·T
Ideālas gāzes iekšējā enerģija atkarīga tikai no tās temperatūras (un brīvības pakāpēm f), nevis atsevišķi no spiediena vai tilpuma: U = (f/2)nRT.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini P = nRT/V ar n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Salīdzini ar tabulu.
- Izskadyro, kāpēc pie fiksēta tilpuma un gāzes daudzuma spiediens un absolūtā temperatūra ir tieši proporcionālas.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Ideālas gāzes likums prasa temperatūru kelvinos, nevis Celsija grādos. Izskadyro, kāpēc Celsija izmantošana (kas atļauj negatīvas un nulles vērtības) salauztu tiešo proporcionalitāti, ko tu atradi.
- Tava iekšējās enerģijas kolonna arī aug ar temperatūru, pie fiksēta tilpuma. Izskadyro, izmantojot U = (f/2)nRT, kāpēc fiksēta gāzes daudzuma sildīšana pastāvīgā tilpumā palielina gan tās spiedienu, gan iekšējo enerģiju kopā.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Augšup vai lejup?
- Paaugstini temperatūru
- Fiksē spiedienu
- Atver datus
- Izskaidro savus pierādījumus
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →