Thermodynamica
isobare verwarming
Verhit bij constante P: het gas expandeert en verricht arbeid.
isobare verwarming — interactieve Thermodynamica-simulatie. Verhit bij constante P: het gas expandeert en verricht arbeid. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
isobare verwarming
Verwarm bij constante P: het gas zet uit en levert arbeid.
Bij constante druk dwingt verwarming van een ideaal gas uitzetting af, zodat het gas arbeid op de omgeving kan leveren terwijl de temperatuur stijgt. Volgens de eerste hoofdwet geldt Q = ΔU + W; een deel van de opgenomen warmte verhoogt de inwendige energie en een deel betaalt de uitzetarbeid.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Een gas wordt verwarmd bij constante druk, waardoor het uitzet (isobaar). Als je het laat uitzetten tot een groter eindvolume, verricht het gas dan meer arbeid op zijn omgeving?
Voorspellingen om te wegen
- Een groter eindvolume betekent minder arbeid verricht door het gas.
- De verrichte arbeid hangt niet af van het eindvolume.
- Een groter eindvolume betekent meer arbeid verricht door het gas.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Eindvolume V₂ (L)
Wat je meet:
- Arbeid verricht door het gas W_gas (J)
- Eindtemperatuur T₂ (K)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling isobaric-heating en druk op Herstel. 1 mol gas start bij 24,9 L, 300 K, bij constante druk.
- Zet de aflezing van de eindtemperatuur op de kamer aan.
- Stel voor elke meting het doel- (eind-)volume in en noteer de eindtemperatuur en de verrichte arbeid.
Leidende vergelijking
Isobaar arbeid — W = P·ΔV
Bij constante druk is de arbeid verricht door een uitzettend gas simpelweg druk keer volumeverandering: W_gas = P·ΔV — het oppervlak van een rechthoek onder een horizontale lijn in een P-V-diagram.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting W_gas = P₁(V₂ − V₁) uit met P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa en daarna T₂ = T₁·V₂/V₁. Vergelijk beide met de tabel.
- Leg met W_gas = P·ΔV uit waarom een grotere volumeverandering bij dezelfde constante druk meer arbeid door het gas betekent.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Je T₂-tegen-V₂-lijn is de wet van Charles: bij constante druk zijn volume en absolute temperatuur recht evenredig. Leg uit waarom dit rechtstreeks uit PV = nRT volgt wanneer P vast wordt gehouden.
- Een deel van de warmte die je bij isobare verwarming toevoegt gaat naar arbeid (uitzetting) en een deel naar inwendige energie. Waarvan krijgt een eenatomig gas (f = 3) meer van de toegevoegde warmte: de arbeidsterm of de term voor inwendige energie?
- 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
- Welkom bij Isobare verwarming
- Selecteer het vat
- Druk op Start
- Verwarmen bij constante P
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.