उष्मागतिशास्त्र
रुद्धोष्म प्रसरण
उष्णता-विनिमय न होता प्रसरण: वायू गार होतो.
रुद्धोष्म प्रसरण — संवादी उष्मागतिशास्त्र सिम्युलेशन. उष्णता-विनिमय न होता प्रसरण: वायू गार होतो. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
रुद्धोष्म प्रसरण
उष्णता-विनिमय न होता प्रसरण: वायू गार होतो.
रुद्धोष्म प्रक्रियेत Q = 0, म्हणून प्रसरण-कार्य वायूतील आंतरिक ऊर्जा काढून घेते. रेणू हळू होतात, तापमान घसरते, आणि दाब टिकवण्यासाठी उष्णता न येण्याने P–V मार्ग समतापापेक्षा अधिक तीक्ष्ण असतो.
- Q = 0
- TV^(γ−1) = स्थिर
अन्वेषण सारांश
प्रयोगशाळा उघडण्यापूर्वी प्रश्नच आखा
सारांश पूर्व-स्वरूपित पानासारखाच आहे: मार्गदर्शक प्रश्न, स्पर्धक अनुमान, चलांच्या भूमिका, प्रमुख नियम, मांडणी, विश्लेषण व विस्तार सूचना दिसत राहतात आणि याच क्रमाने.
मार्गदर्शक प्रश्न
वायू झपाट्याने प्रसरित होतो, वातावरणाशी उष्णता-विनिमय करण्याचा वेळ नसतो (रुद्धोष्म). उष्णता आत-बाहेर न जाताही वायूचे तापमान बदलते का?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- वायू गार होतो — तो आपल्याच आंतरिक ऊर्जेचा वापर करून वातावरणावर कार्य करतो.
- तापमान तसेच राहते, कारण उष्णतेची देवाणघेवाण नाही.
- प्रसरणात वायू गरम होतो.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- अंतिम घनफळ V₂ (L)
तुम्ही काय मापता:
- वायूने केलेले कार्य W_gas (J)
- अंतिम तापमान T₂ (K)
तपासणी कशी चालते
- ऍडायबॅटिक-एक्सपॅन्शन प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. 1 mol द्वि-अणुकीय नायट्रोजन (f = 5) 24.9 L, 300 K पासून सुरू.
- कक्षावर अंतिम-तापमान वाचन सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी लक्ष्य (अंतिम) घनफळ निश्चित करा, व अंतिम तापमान व केलेले कार्य नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
रुद्धोष्म प्रक्रिया — ΔU = Q − W
उष्णता-विनिमय नसताना (Q = 0), प्रथम नियम ΔU = −W_gas एवढा राहतो: प्रसरणशील वायू आपल्याच आंतरिक ऊर्जेतूनच कार्य करू शकतो, म्हणून तो गार पडतो. दाब व घनफळ P·V^γ = स्थिर पाळतात.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L सह T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) काढा. मग W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁). दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
- प्रत्येक फेरीत Q = 0 असल्याने प्रथम नियम नेमके ΔU = −W_gas देतो. ऊर्जा संवरकतेच्या दृष्टीने, धन कार्य करणारा प्रसरणशील वायू उष्णता आत ओढू शकत नसताना गार का पडावा लागतो ते स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- वायू झपाट्याने बाहेर पडून प्रसरित होताना एरोसॉल-स्प्रे चे कॅन गार लागते — वातावरणाशी थोडीही उष्णता देवाणघेवाण करण्याइतका वेळ नाही. हे रुद्धोष्म शीतनाचे खरे (अपूर्ण) उदाहरण का ते स्पष्ट करा.
- त्याच घनफळ-बदलासाठी इथील अंतिम तापमानांची समतापी-संपीडनाच्या उलट (समतापी प्रसरण) केलेल्याशी तुलना करा: समतापी T स्थिर ठेवतो, हा रुद्धोष्म किस्सा नाही. उष्णता-विनिमयाची गृहीतके काढल्यावर निकाल का बदलतो?
- 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
- रुद्धोष्म प्रसरणामध्ये स्वागत आहे
- कक्ष निवडा
- प्ले दाबा
- उष्णता-प्रवाह नसलेले प्रसरण
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.