Termodinamik
Campuran panas & sejuk
Campurkan satu jasad panas dan satu jasad sejuk; cari suhu keseimbangan.
Campuran panas & sejuk — simulasi Termodinamik interaktif. Campurkan satu jasad panas dan satu jasad sejuk; cari suhu keseimbangan. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Keseimbangan haba
Campurkan satu jasad panas dan satu jasad sejuk; cari suhu keseimbangan.
Kalorimetri menganggap sistem terasing: haba yang hilang daripada jasad panas sama dengan haba yang diperoleh jasad sejuk. Suhu akhir ialah purata berpemberat jisim suhu awal apabila muatan haba sepadan. Praset ini menggunakan muatan haba eksplisit untuk menjadikan pendekatan kepada keseimbangan tampak.
- Q_lost = Q_gained
- T_eq berpemberat mc
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
Satu blok aluminium panas dijatuhkan ke dalam air yang lebih sejuk. Jika anda menggunakan blok aluminium lebih besar (lebih banyak jisim) pada suhu permulaan yang sama, adakah suhu keseimbangan akhir naik atau turun?
Ramalan untuk ditimbang
- Blok panas lebih besar menaikkan suhu keseimbangan akhir.
- Blok panas lebih besar menurunkan suhu keseimbangan akhir.
- Suhu akhir tidak bergantung pada jisim blok aluminium.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Jisim aluminium m₂ (kg)
Apa yang anda ukur:
- Suhu keseimbangan T_eq (K)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset campuran-panas-sejuk dan tekan Set semula. 1 kg air pada 290 K (body1) akan bercampur dengan satu blok aluminium pada 400 K (body2).
- Aktifkan bacaan suhu-keseimbangan.
- Tetapkan jisim blok aluminium bagi setiap percubaan dan rekod suhu keseimbangan.
Persamaan pengawal
Suhu Keseimbangan Kalorimetrik — T_eq = Σ mᵢcᵢTᵢ / Σ mᵢcᵢ
Apabila dua jasad bertukar haba tanpa kerugian kepada persekitaran, mereka menetap pada suhu purata-berpemberat -- berpemberat dengan muatan haba m·c setiap jasad, bukan sekadar jisimnya.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) menggunakan air m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, dan aluminium c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa penambahan jisim blok panas menarik suhu keseimbangan lebih tinggi, walaupun muatan habanya (900 J/(kg·K)) jauh lebih rendah daripada air (4186 J/(kg·K)).
Di mana ini muncul di luar makmal
- Air mempunyai muatan haba tentu yang luar biasa tinggi berbanding kebanyakan bahan. Terangkan mengapa iklim pesisir cenderung mempunyai ayunan suhu lebih sederhana daripada kawasan pedalaman, menggunakan idea keseimbangan-tenaga yang sama seperti eksperimen ini.
- Haba yang hilang daripada blok aluminium patut tepat sama dengan haba yang diperoleh air (keabadian tenaga, dengan andaian tiada kerugian kepada persekitaran). Bagi satu percubaan, sahkan ini menggunakan Q = mcΔT bagi setiap jasad.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.1 Thermal energy transfers
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Middle School Physical Science — Energy transfer between materials
- Selamat datang ke Campuran Panas Sejuk
- Pilih jasad sejuk itu
- Tekan Main
- Mencampur kepada satu suhu
- Buka panel Sifat
- Anda berjaya!
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.