उष्मागतिशास्त्र
समतापी प्रसरण — एन्ट्रॉपी-बदल
प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरण: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
समतापी प्रसरण — एन्ट्रॉपी-बदल — संवादी उष्मागतिशास्त्र सिम्युलेशन. प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरण: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T. थेट SI मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह मोफत, ब्राउझरवर चालणारी आभासी भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा.
एन्ट्रॉपी-बदल
प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरण: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
एन्ट्रॉपी-बदल मोजतो ऊर्जा किती पसरली. प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरणात वायू उष्णता Q घेतो तापमान स्थिर राहताना, व एन्ट्रॉपी वाढते कारण तीच ऊर्जा अधिक सूक्ष्म-अवस्थांसह मोठ्या घनफळात राहते.
- ΔS = nR ln(V₂/V₁)
- ΔS = Q_rev/T
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 समतापी व प्रत्यावर्तीपणे मोठ्या घनफळापर्यंत प्रसरित होतो. त्याची एन्ट्रॉपी वाढते, घसरते की तशीच राहते?
विचारात घेण्याचे अनुमान
- वायू पसरत जाताना एन्ट्रॉपी घसरते.
- प्रक्रिया प्रत्यावर्ती असल्याने एन्ट्रॉपी स्थिर राहते.
- एन्ट्रॉपी वाढते — मोठ्या घनफळावर वायूला जास्त सूक्ष्म-मांडण्या शक्य असतात.
चलांच्या भूमिका
तुम्ही काय निश्चित करता:
- अंतिम घनफळ V₂ (L)
तुम्ही काय मापता:
- विनिमय झालेली उष्णता Q (J)
- एन्ट्रॉपी-बदल ΔS (J/K)
तपासणी कशी चालते
- एन्ट्रॉपी-आयसोथर्मल प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. 1 mol आर्गॉन 20 L, 300 K पासून सुरू.
- उष्णता-विनिमय व एन्ट्रॉपी-बदल वाचने सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी लक्ष्य (अंतिम) घनफळ निश्चित करा, व विनिमय झालेली उष्णता व एन्ट्रॉपी-बदल नोंदवा.
मूलभूत समीकरण
प्रत्यावर्ती समतापी प्रक्रियेत एन्ट्रॉपी-बदल — ΔS = Q/T
प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरणासाठी एन्ट्रॉपी-बदल = विनिमय झालेली उष्णता ÷ स्थिर तापमान, जे आदर्श वायूसाठी ΔS = nR·ln(V₂/V₁) होते — एन्ट्रॉपी घनफळ-गुणोत्तराच्या लघुगणकासह वाढते.
छापण्यायोग्य कार्यपत्रिका विद्यार्थ्यांकडून काय काढून घेते
- एका फेरीसाठी n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K सह Q = nRT·ln(V₂/V₁) काढा, मग ΔS = Q/T (तेच ΔS = nR·ln(V₂/V₁) थेट). दोन्ही तक्त्याशी तुलना करा.
- इथे प्रत्येक फेरीत ΔS धन का आहे, व मोठे प्रसरण (मोठे V₂) मोठी एन्ट्रॉपी-वाढ का देते ते स्पष्ट करा.
प्रयोगशाळेबाहेर हे कुठे दिसते
- या प्रयोगात प्रत्यावर्ती (अनंत हळू) प्रसरण गृहीत धरले आहे. निर्वातात त्याच अंतिम घनफळापर्यंत मुक्त (न हालवलेले) प्रसरण वायूसाठी नेमका तोच ΔS देईल — उष्णतेची देवाणघेवाण अजिबात न होता (Q = 0) व कार्य न होता. एन्ट्रॉपी अवस्था-फळन असून वायू V₁ पासून V₂ पर्यंत कसा पोहोचला याची त्याला पर्वा नाही — ते स्पष्ट करा.
- दुसरा नियम म्हणतो — खऱ्या प्रक्रियेसाठी एकूण एन्ट्रॉपी (वायू + वातावरण) कधीही घसरू शकत नाही. या प्रत्यावर्ती समतापी प्रसरणासाठी, वातावरण (Q पुरवणारे उष्णता-भांडार) वायूला मिळालेल्याइतकीच एन्ट्रॉपी गमावते. त्यामुळे एकूण एन्ट्रॉपी-बदल शून्य होतो — प्रत्यावर्ती प्रक्रियेची ओळख — ते स्पष्ट करा.
- 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
- एन्ट्रॉपी समतापामध्ये स्वागत आहे
- कक्ष निवडा
- प्ले दाबा
- घनफळ-बदलातून एन्ट्रॉपी
- गुणधर्म पॅनेल उघडा
- तुम्ही केले!
दृश्य बांधण्यासाठी, प्ले दाबण्यासाठी आणि थेट मापने व मार्गदर्शित ट्युटोरियलसह एक्सप्लोर करण्यासाठी संवादी सिम्युलेशन उघडा.