Termodinamik
Eksperimen bebas gas unggul
Ubah n, V dan T serta tonton P mengikut PV = nRT.
Eksperimen bebas gas unggul — simulasi Termodinamik interaktif. Ubah n, V dan T serta tonton P mengikut PV = nRT. Makmal fizik maya berasaskan pelayar percuma dengan pengukuran SI langsung dan tutorial berpandu.
Hukum gas unggul
Ubah n, V dan T serta tonton P mengikut PV = nRT.
Hukum gas unggul menggabungkan hukum Boyle, Charles, dan Avogadro menjadi satu persamaan keadaan. Eksperimen bebas ini mengekalkan suhu secara eksplisit supaya anda dapat melihat tekanan naik apabila isipadu mengecil atau mol meningkat. Perlanggaran molekul pada dinding omboh menghasilkan bacaan tekanan makroskopik.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
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
Jumlah gas tetap dimeterai dalam bekas tegar. Jika anda memanaskannya, apa yang berlaku pada tekanannya?
Ramalan untuk ditimbang
- Tekanan menurun apabila suhu naik.
- Tekanan meningkat berkadar dengan suhu.
- Tekanan tidak bergantung pada suhu.
Peranan pemboleh ubah
Apa yang anda tetapkan:
- Suhu T (K)
Apa yang anda ukur:
- Tenaga dalaman U (J)
- Tekanan P (kPa)
Bagaimana penyiasatan berjalan
- Buka praset eksperimen-gas-unggul dan tekan Set semula. 1 mol argon mengisi isipadu tetap 0.0249 m³.
- Aktifkan bacaan tekanan pada kebuk.
- Tetapkan suhu gas bagi setiap percubaan dan rekod tekanan.
Persamaan pengawal
Hukum Gas Unggul — P = n·R·T / V
Bagi n mol gas unggul, tekanan, isipadu, dan suhu dikunci bersama oleh P·V = n·R·T. Pada n dan V tetap, tekanan naik berkadar terus dengan suhu mutlak.
Tenaga Dalaman Gas Unggul — U = f/2·n·R·T
Tenaga dalaman gas unggul bergantung hanya pada suhunya (dan darjah kebebasan f), bukan pada tekanan atau isipadu berasingan: U = (f/2)nRT.
Apa yang lembaran kerja boleh cetak minta pelajar selesaikan
- Bagi satu percubaan, kira P = nRT/V menggunakan n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Bandingkan dengan jadual.
- Terangkan mengapa, pada isipadu dan jumlah gas tetap, tekanan dan suhu mutlak berkadar terus.
Di mana ini muncul di luar makmal
- Hukum gas unggul memerlukan suhu dalam kelvin, bukan Celsius. Terangkan mengapa penggunaan Celsius (yang membenarkan nilai negatif dan sifar) akan merosakkan keterusberkadan yang anda temui.
- Kolum tenaga-dalaman anda juga membesar dengan suhu, pada isipadu tetap. Terangkan, menggunakan U = (f/2)nRT, mengapa pemanasan jumlah gas tetap pada isipadu malar meningkatkan kedua-dua tekanan dan tenaga dalaman bersama-sama.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Naik atau turun?
- Naikkan suhunya
- Tangkap tekanannya
- Buka data
- Terangkan bukti anda
Buka simulasi interaktif untuk membina adegan, tekan Main, dan teroka dengan ukuran langsung serta tutorial berpandu.