Termodinamik
Pengembangan adiabatik
Kembangkan tanpa pertukaran haba: gas menyejukkan.
Pengembangan adiabatik — simulasi Termodinamik interaktif. Kembangkan tanpa pertukaran haba: gas menyejukkan. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Pengembangan adiabatik
Kembangkan tanpa pertukaran haba: gas menyejukkan.
Dalam proses adiabatik Q = 0, jadi kerja pengembangan mengeringkan tenaga dalaman daripada gas. Molekul melambat, suhu menurun, dan laluan P–V lebih curam daripada isoterma kerana tiada haba masuk untuk mengekalkan tekanan.
- Q = 0
- TV^(γ−1) = malar
Ringkasan penyiasatan
Rancang soalannya sebelum anda membuka makmal
Ringkasan ini menggambarkan halaman pra-render: soalan pemacu, ramalan bersaing, peranan pemboleh ubah, hukum pengawal, susunan, analisis dan gesaan lanjutan kekal kelihatan dan mengikut turutan ini.
Soalan pemacu
Gas mengembang dengan pantas, tanpa masa untuk bertukar haba dengan persekitarannya (adiabatik). Adakah suhu gas berubah walaupun tiada haba masuk atau keluar?
Ramalan untuk ditimbang
- Gas menyejukkan -- ia melakukan kerja ke atas persekitarannya menggunakan tenaga dalamannya sendiri.
- Suhu kekal sama, kerana tiada haba ditukar.
- Gas memanas ketika ia mengembang.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Isipadu akhir V₂ (L)
Apa yang anda ukur:
- Kerja oleh gas W_gas (J)
- Suhu akhir T₂ (K)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset pengembangan-adiabatik dan tekan Set semula. 1 mol nitrogen diatomik (f = 5) bermula pada 24.9 L, 300 K.
- Aktifkan bacaan suhu-akhir pada kebuk.
- Tetapkan isipadu sasaran (akhir) bagi setiap percubaan, dan rekod suhu akhir dan kerja yang dilakukan.
Persamaan pengawal
Proses Adiabatik — ΔU = Q − W
Dengan tiada haba ditukar (Q = 0), hukum pertama berkurang kepada ΔU = −W_gas: gas yang mengembang hanya boleh melakukan kerja dengan membelanjakan tenaga dalamannya sendiri, jadi ia mesti menyejukkan. Tekanan dan isipadu mengikut P·V^γ = malar.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira T₂ = T₁·(V₁/V₂)^(γ−1) menggunakan γ = (f+2)/f = 1.4, T₁ = 300 K, V₁ = 24.9 L. Kemudian kira W_gas = −ΔU = −(f/2)nR(T₂ − T₁). Bandingkan kedua-duanya dengan jadual.
- Dengan Q = 0 dalam setiap percubaan, hukum pertama memberi ΔU = −W_gas dengan tepat. Terangkan, dari segi keabadian tenaga, mengapa gas yang mengembang dan melakukan kerja positif mesti menyejukkan apabila ia tidak boleh menarik masuk haba.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Sepaerosol terasa sejuk ketika gas meluru keluar dan mengembang dengan pantas -- terlalu pantas untuk bertukar banyak haba dengan persekitaran. Terangkan mengapa ini contoh dunia-sebenar (walaupun tidak sempurna) penyejukan adiabatik.
- Bandingkan suhu akhir anda di sini dengan apa yang akan diberikan oleh songsang mampatan-isoterma (pengembangan isoterma) bagi perubahan isipadu yang sama: isoterma mengekalkan T malar, tetapi kes adiabatik ini tidak. Mengapa membuang anda pertukaran-haba mengubah hasil?
- 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
- Selamat datang ke Pengembangan Adiabatik
- Pilih kebuk itu
- Tekan Main
- Pengembangan tanpa aliran haba
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.