Termodynamikk
Isobar oppvarming
Varm opp ved konstant P: gassen utvider seg og utfører arbeid.
Isobar oppvarming — interaktiv Termodynamikk-simulering. Varm opp ved konstant P: gassen utvider seg og utfører arbeid. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Isobar oppvarming
Varm opp ved konstant P: gassen utvider seg og utfører arbeid.
Ved konstant trykk tvinger oppvarming av en idealgass frem ekspansjon slik at gassen kan utføre arbeid på omgivelsene mens temperaturen stiger. Fra første lov er Q = ΔU + W; en del av den absorberte varmen hever den indre energien, og en del betaler for ekspansjonsarbeidet.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Undersøkelsesgrunnlag
Planlegg spørsmålet før du åpner labben
Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.
Problemstilling
En gass varmes opp ved konstant trykk, så den utvider seg (isobart). Hvis du lar den utvide seg til et større sluttvolum, utfører gassen mer arbeid på omgivelsene?
Prediksjoner å veie
- Større sluttvolum betyr mindre arbeid utført av gassen.
- Utført arbeid avhenger ikke av sluttvolumet.
- Større sluttvolum betyr mer arbeid utført av gassen.
Variabelroller
Hva du setter:
- Sluttvolum V₂ (L)
Hva du måler:
- Arbeid utført av gass W_gas (J)
- Slutttemperatur T₂ (K)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne isobar-oppvarming-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. 1 mol gass starter ved 24,9 L, 300 K, ved konstant trykk.
- Aktiver slutttemperatur-avlesningen på kammeret.
- Sett mål(slutt)volumet for hvert forsøk, og registrer slutttemperaturen og det utførte arbeidet.
Styrende likning
Isobart arbeid — W = P·ΔV
Ved konstant trykk er arbeidet utført av en ekspanderende gass enkelt og greit trykk ganger volumendringen: W_gas = P·ΔV — arealet av et rektangel under en horisontal linje i et P-V-diagram.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, beregn W_gas = P₁(V₂ − V₁) med P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, deretter T₂ = T₁·V₂/V₁. Sammenlign begge med tabellen.
- Forklar, med W_gas = P·ΔV, hvorfor en større volumendring ved samme konstante trykk betyr mer arbeid utført av gassen.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Din T₂-mot-V₂-linje er Charles' lov: ved konstant trykk er volum og absolutt temperatur direkte proporsjonale. Forklar hvorfor dette følger direkte fra PV = nRT når P holdes fast.
- Noe av varmen du tilfører under isobar oppvarming går til arbeid (ekspansjon) og noe til indre energi. Hvilken av dem får mer av den tilførte varmen for en monatomisk gass (f = 3): arbeidsleddet eller leddet for indre energi?
- 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
- Velkommen til Isobar oppvarming
- Velg kammeret
- Trykk Spill av
- Oppvarming ved konstant P
- Åpne Egenskaper-panelet
- Du klarte det!
Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.