Termodinamika
Izohoriskā sildīšana
Sildi pastāvīgā V: viss siltums palielina iekšējo enerģiju.
Izohoriskā sildīšana — interaktīva Termodinamika simulācija. Sildi pastāvīgā V: viss siltums palielina iekšējo enerģiju. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Izohoriskā sildīšana
Sildi pastāvīgā V: viss siltums palielina iekšējo enerģiju.
Ar cietām sienām darbs nav iespējams (W = 0), tāpēc pirmais likums vienkāršojas līdz Q = ΔU. Katrs džouls siltuma tieši palielina molekulāro kinētisko enerģiju, radot stāvāko temperatūras kāpumu uz siltuma vienību starp pamata procesiem.
- W = 0
- Q = ΔU
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 cietā, noslēgtā traukā, tāpēc tās tilpums nevar mainīties (izohoriski). Tā kā gāze nevar izplesties, kur aiziet viss pievienotais siltums?
Prognozes, ko svērt
- Viss siltums aiziet iekšējā enerģijā, jo pastāvīgā tilpumā darbs netiek veikts.
- Lielākā daļa siltuma kļūst par darbu, kaut trauks ir ciets.
- Siltums dalās vienmērīgi starp darbu un iekšējo enerģiju, tāpat kā citos procesos.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Galīgā temperatūra T₂ (K)
Ko tu mēri:
- Galīgais spiediens P₂ (kPa)
- Pievienotais siltums Q (J)
Kā izpēte norit
- Atver izohoriskās sildīšanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol gāzes ir noslēgts 0.0249 m³, sākot no 300 K.
- Ieslēdz spiediena un pievienotā siltuma rādījumus.
- Iestati mērķa (galīgo) temperatūru katram mēģinājumam un ieraksti galīgo spiedienu un pievienoto siltumu.
Noteicošais vienādojums
Izohoriskā sildīšana un iekšējā enerģija — U = f/2·n·R·T
Pastāvīgā tilpumā gāze neveic darbu (W_gas = 0), tāpēc katrs pievienotā siltuma džouls aiziet tieši iekšējā enerģijā: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini P₂ = nRT₂/V ar n = 1 mol, V = 0.0249 m³, tad Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) ar f = 3, T₁ = 300 K. Salīdzini abus ar tabulu.
- Tā kā gāze nevar izplesties (W_gas = 0), pirmais likums dod Q = ΔU precīzi. Izskaidro, kāpēc katrs pievienotā siltuma džouls šeit parādās pilnīgi kā iekšējā enerģija, atšķirībā no izobariskās sildīšanas eksperimenta.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Tava P₂ pret T₂ sakarība ir Gē-Lisaka likums: pastāvīgā tilpumā spiediens ir tieši proporcionāls absolūtajai temperatūrai. Izskaidro, kāpēc tas izriet no PV = nRT, kad V ir fiksēts.
- Noslēgts spiediena katls silda ēdienu ātrāk daļēji tāpēc, ka iesprostais tvaiks nevar izplesties, tāpēc spiediens (un temperatūra) ceļas labi virs 100°C. Izmanto šī eksperimenta sakarību, lai izskaidrotu, kāpēc noslēgts ciets trauks ļauj temperatūrai uzkāpt augstāk pie tā paša siltuma ievades nekā atvērts trauks.
- 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 izohoriskās sildīšanas eksperimentā
- Atlasīts kameru
- Nospied „Atskaņot”
- Sildīšana pastāvīgā V
- 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 →