Termodinamika
Izobariskā sildīšana
Sildi pastāvīgā P: gāze izplešas un veic darbu.
Izobariskā sildīšana — interaktīva Termodinamika simulācija. Sildi pastāvīgā P: gāze izplešas un veic darbu. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Izobariskā sildīšana
Sildi pastāvīgā P: gāze izplešas un veic darbu.
Pastāvīgā spiedienā ideālas gāzes sildīšana piespiež izplešanos, lai gāze varētu veikt darbu uz apkārtni, temperatūrai ceļoties. No pirmā likuma Q = ΔU + W; daļa uzņemtā siltuma ceļ iekšējo enerģiju, un daļa maksā par izplešanās darbu.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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
Gāze tiek sildīta pastāvīgā spiedienā, tāpēc tā izplešas (izobariski). Ja tu ļauj tai izplesties līdz lielākam galīgajam tilpumam, vai gāze veic vairāk darba uz apkārtni?
Prognozes, ko svērt
- Lielāks galīgais tilpums nozīmē mazāk gāzes veikta darba.
- Veiktais darbs nav atkarīgs no galīgā tilpuma.
- Lielāks galīgais tilpums nozīmē vairāk gāzes veikta darba.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Galīgais tilpums V₂ (L)
Ko tu mēri:
- Gāzes veiktais darbs W_gas (J)
- Galīgā temperatūra T₂ (K)
Kā izpēte norit
- Atver izobariskās sildīšanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol gāzes sākas pie 24.9 L, 300 K, pastāvīgā spiedienā.
- Ieslēdz galīgās temperatūras rādījumu uz kameras.
- Iestati mērķa (galīgo) tilpumu katram mēģinājumam un ieraksti galīgo temperatūru un veikto darbu.
Noteicošais vienādojums
Izobariskais darbs — W = P·ΔV
Pastāvīgā spiedienā izplešošās gāzes veiktais darbs ir vienkārši spiediens reiz tilpuma izmaiņa: W_gas = P·ΔV — taisnstūra laukums zem horizontālas līnijas uz P–V diagrammas.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini W_gas = P₁(V₂ − V₁) ar P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, tad T₂ = T₁·V₂/V₁. Salīdzini abus ar tabulu.
- Izskaidro, izmantojot W_gas = P·ΔV, kāpēc lielāka tilpuma izmaiņa pie tā paša pastāvīgā spiediena nozīmē vairāk gāzes veikta darba.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Tava T₂ pret V₂ līnija ir Šarla likums: pastāvīgā spiedienā tilpums un absolūtā temperatūra ir tieši proporcionālas. Izskaidro, kāpēc tas izriet tieši no PV = nRT, kad P ir noturēts fiksēts.
- Daļa siltuma, ko tu pievieno izobariskās sildīšanas laikā, aiziet darbā (izplešanās) un daļa iekšējā enerģijā. Kurš iegūst vairāk no pievienotā siltuma viatomārai gāzei (f = 3): darba loceklis vai iekšējās enerģijas loceklis?
- 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
- Sveicināts izobariskās sildīšanas eksperimentā
- Atlasīts kameru
- Nospied „Atskaņot”
- Sildīšana pastāvīgā P
- Atver Īpašību paneli
- Tev izdevās!
Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.
Atvērt interaktīvo laboratoriju →