Termodinamică
Ciclu Carnot reversibil — entropie
Un ciclu Carnot reversibil face schimb de entropie cu rezervoarele — ΔS_univ net ≈ 0.
Ciclu Carnot reversibil — entropie — simulație interactivă de Termodinamică. Un ciclu Carnot reversibil face schimb de entropie cu rezervoarele — ΔS_univ net ≈ 0. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Entropie reversibilă
Un ciclu Carnot reversibil face schimb de entropie cu rezervoarele — ΔS_univ net ≈ 0.
Pentru un ciclu reversibil complet, entropia sistemului revine la valoarea inițială, în timp ce rezervorul cald pierde entropia Q_h/T_h, iar cel rece câștigă Q_c/T_c, de aceeași mărime. Variația totală de entropie a universului este zero — ceea ce definește randamentul maxim.
- ΔS_univ = 0 (reversibil)
- Schimb de entropie
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Un motor Carnot face schimb de căldură cu un rezervor cald într-o etapă și cu un rezervor rece în alta. Anulează exact pierderea de entropie a rezervorului cald câștigul de entropie al rezervorului rece?
Predicții de cântărit
- Variațiile de entropie ale rezervoarelor nu se anulează; există o variație netă de entropie nenulă în total.
- Da — pentru un ciclu reversibil (Carnot), variațiile de entropie ale celor două rezervoare se anulează exact, dând zero generație netă de entropie.
- Variațiile de entropie ale rezervoarelor nu sunt legate de căldura schimbată cu gazul.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Numărul etapei
Ce măsori:
- Căldura schimbată în această etapă Q (J)
- Contribuția de entropie ΔS = Q/T (J/K)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea entropy-carnot și apasă Resetează. Același ciclu Carnot în 4 etape ca la carnot-cycle rulează între rezervoare de 600 K și 300 K.
- Activează citirea căldurii per etapă.
- Pentru fiecare etapă a ciclului (1 până la 4), citește căldura schimbată și calculează contribuția de entropie a etapei Q_leg/T_leg.
Ecuația guvernantă
Balanța entropiei rezervoarelor — ΔS = Qout/Tc − Qin/Th
Fiecare rezervor își schimbă entropia cu −Q/T pentru căldura pe care o eliberează (sau +Q/T pentru căldura pe care o absoarbe) la propria temperatură fixă. Pentru un ciclu reversibil ca al lui Carnot, variațiile de entropie ale rezervoarelor cald și rece se anulează exact: ΔS_net = Qout/Tc − Qin/Th = 0.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Confirmă faptul că etapele 2 și 4 (adiabatice) contribuie cu entropie zero, pentru că Q = 0 pentru acele etape prin definiție. Sumă contribuțiile nenule ale etapelor 1 (la Th = 600 K) și 3 (la Tc = 300 K).
- Căldura absorbită de gaz în etapa 1 devine căldură eliberată de rezervorul cald; căldura eliberată de gaz în etapa 3 devine căldură absorbită de rezervorul rece. Explică de ce variația combinată de entropie a rezervoarelor pe ciclul complet iese zero.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Un motor real are frecare și transfer termic cu viteză finită, ambele ireversibile. Explică de ce variațiile de entropie ale rezervoarelor unui ciclu real NU s-ar anula exact, dând o generație netă de entropie pozitivă — și de ce a doua lege cere ca generația netă să fie ≥ 0.
- Generația netă de entropie zero a ciclului Carnot este motivul pentru care e numit „reversibil” — ai putea rula fiecare etapă invers și anula totul, inclusiv stările rezervoarelor. Explică de ce un proces cu generație netă de entropie pozitivă (ca frecarea) nu poate fi anulat așa.
- 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
- Bine ai venit la Entropie Carnot
- Selectează camera
- Apasă Pornește
- Entropie într-un ciclu reversibil
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →