Termodinamika
Izotermiskā saspiešana
Saspied pastāvīgā T: ΔU = 0, tāpēc Q = W.
Izotermiskā saspiešana — interaktīva Termodinamika simulācija. Saspied pastāvīgā T: ΔU = 0, tāpēc Q = W. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.
Izotermisks procesu
Saspied pastāvīgā T: ΔU = 0, tāpēc Q = W.
Izotermiska procesa laikā ideālas gāzes iekšējā enerģija atkarīga tikai no temperatūras, tāpēc ΔU = 0. Viss uz gāzi veiktais darbs tai jāpamet kā siltums uz rezervuāru. Vēro, kā P–V līkne seko PV = konstante, virzulim kustoties.
- ΔU = 0
- Q = 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 saspiesta līdz mazākam tilpumam, tās temperatūrai esot nemainīgai (izotermiski). Vai vairāk darba vajadzīgs, lai to saspiestu tālāk?
Prognozes, ko svērt
- Saspiešana līdz mazākam galīgajam tilpumam prasa mazāk darba.
- Saspiešana līdz mazākam galīgajam tilpumam prasa vairāk darba (vairāk negatīvs Wgas).
- Vajadzīgais darbs ir tas pats neatkarīgi no galīgā tilpuma.
Lielumu lomas
Ko tu iestati:
- Galīgais tilpums V₂ (L)
Ko tu mēri:
- Gāzes veiktais darbs W_gas (J)
Kā izpēte norit
- Atver izotermiskās saspiešanas eksperimentu un nospied Atiestatīt. 1 mol gāzes sākas pie 49.9 L, 300 K.
- Ieslēdz uz gāzi veiktā darba rādījumu.
- Iestati mērķa (galīgo) tilpumu katram mēģinājumam un ieraksti gāzes veikto darbu.
Noteicošais vienādojums
Termodinamikas pirmais likums — ΔU = Q − W
Iekšējās enerģijas izmaiņa ir vienāda ar pieskaitīto siltumu mīnus gāzes veikto darbu: ΔU = Q − W. Izotermiskam ideālas gāzes procesam ΔU = 0, tāpēc viss uz gāzi veiktais darbs aiziet kā siltums.
Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt
- Vienam mēģinājumam izrēķini W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) ar n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Salīdzini ar tabulu.
- W_gas ir negatīvs katrā mēģinājumā. Izskadyro, ko negatīva vērtība fizikāli nozīmē gāzei, kas tiek saspiesta, un kāpēc saspiešana līdz mazākam V₂ padara W_gas vairāk negatīvu.
Kur tas parādās ārpus laboratorijas
- Tā kā ΔU = 0 jebkuram izotermiskam procesam (temperatūra nemainās), pirmais likums saka Q = W_gas arī šeit. Vai siltums plūst gāzē vai ārā no tās šīs saspiešanas laikā? Izskadyro ar savu zīmju noteikumu.
- Lai noturētu gāzi pastāvīgā temperatūrā, to saspiežot, īstiem eksperimentiem vajadzīgs siltuma rezervuārs kontaktā ar cilindru. Izskadyro, kāpēc saspiešana uzsildītu gāzi, ja šī rezervuāra tur nebūtu.
- 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 izotermiskās saspiešanas eksperimentā
- Atlasīts kameru
- Nospied „Atskaņot”
- Saspiešana pastāvīgā T
- 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 →