Termodynamikk
Isokor oppvarming
Varm opp ved konstant V: all varmen øker den indre energien.
Isokor oppvarming — interaktiv Termodynamikk-simulering. Varm opp ved konstant V: all varmen øker den indre energien. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.
Isokor oppvarming
Varm opp ved konstant V: all varmen øker den indre energien.
Med stive vegger kan ikke noe arbeid utføres (W = 0), så første lov reduseres til Q = ΔU. Hver joule varme øker den molekylære kinetiske energien direkte, og gir den bratteste temperaturstigningen per enhet varme blant grunnprosessene.
- W = 0
- Q = ΔU
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 i en stiv, forseglet beholder, så volumet ikke kan endre seg (isokorrt). Siden gassen ikke kan utvide seg, hvor går all den tilførte varmen?
Prediksjoner å veie
- All varmen går til indre energi, siden intet arbeid utføres ved konstant volum.
- Det meste av varmen blir arbeid selv om beholderen er stiv.
- Varmen deles likt mellom arbeid og indre energi, akkurat som i andre prosesser.
Variabelroller
Hva du setter:
- Slutttemperatur T₂ (K)
Hva du måler:
- Slutttrykk P₂ (kPa)
- Tilført varme Q (J)
Hvordan undersøkelsen foregår
- Åpne isokor-oppvarming-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. 1 mol gass er forseglet ved 0,0249 m³, med start ved 300 K.
- Aktiver trykk- og tilført-varme-avlesningene.
- Sett mål(slutt)temperaturen for hvert forsøk, og registrer slutttrykket og varmen tilført.
Styrende likning
Isokor oppvarming og indre energi — U = f/2·n·R·T
Ved konstant volum utfører en gass intet arbeid (W_gas = 0), så hver joule tilført varme går direkte til indre energi: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut
- For ett forsøk, beregn P₂ = nRT₂/V med n = 1 mol, V = 0,0249 m³, deretter Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) med f = 3, T₁ = 300 K. Sammenlign begge med tabellen.
- Siden gassen ikke kan utvide seg (W_gas = 0), gir første loven Q = ΔU nøyaktig. Forklar hvorfor hver joule tilført varme vises helt som indre energi her, i motsetning til isobar-oppvarming-eksperimentet.
Hvor dette dukker opp utenfor labben
- Din P₂-mot-T₂-sammenheng er Gay-Lussacs lov: ved konstant volum er trykket direkte proporsjonalt med absolutt temperatur. Forklar hvorfor dette følger fra PV = nRT når V er fast.
- En forseglet trykkoker varmer mat raskere delvis fordi innelukket damp ikke kan utvide seg, så trykket (og temperaturen) stiger godt over 100 °C. Bruk dette eksperimentets sammenheng til å forklare hvorfor en forseglet stiv beholder lar temperaturen klatre høyere for samme varmetilførsel enn en åpen ville gjort.
- 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 Isokor oppvarming
- Velg kammeret
- Trykk Spill av
- Oppvarming ved konstant V
- 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.