Termodynamika
Pieskovisko ideálneho plynu
Men n, V a T a sleduj, ako P nasleduje PV = nRT.
Pieskovisko ideálneho plynu — interaktívna simulácia Termodynamika. Men n, V a T a sleduj, ako P nasleduje PV = nRT. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Zákon ideálneho plynu
Meň n, V a T a sleduj, ako P nasleduje PV = nRT.
Stavová rovnica ideálneho plynu spája Boyleov, Charlesov a Avogadrov zákon do jednej stavovej rovnice. Toto pieskovisko necháva teplotu explicitnú, takže vidíš tlak rásť, keď objem klesá alebo počet mólov rastie. Molekulové zrážky s piestom steny vytvárajú makroskopické odčítanie tlaku.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Prehľad skúmania
Naplánuj otázku ešte pred otvorením laboratória
Stručný opis zrkadlí predrenderovanú stránku: hlavná otázka, súťažiace predikcie, úlohy premenných, riadiace zákony, postavenie, analýza a rozširujúce podnety zostávajú viditeľné a v tomto poradí.
Hlavná otázka
Pevné množstvo plynu je utesnené v tuhom zásobníku. Keď ho zohreješ, čo sa stane s jeho tlakom?
Predikcie na zváženie
- Tlak klesá, keď teplota rastie.
- Tlak rastie úmerne s teplotou.
- Tlak nezávisí na teplote.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Teplota T (K)
Čo meriaš:
- Vnútorná energia U (J)
- Tlak P (kPa)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu ideálny plyn a stlač Resetovať. 1 mol argónu plní pevný objem 0.0249 m³.
- Zapni odčítanie tlaku na komore.
- Nastav teplotu plynu pre každý pokus a zaznamenaj tlak.
Riadiaca rovnica
Zákon ideálneho plynu — P = n·R·T / V
Pre n mólov ideálneho plynu sú tlak, objem a teplota zviazané P·V = n·R·T. Pri pevných n a V rastie tlak priamo úmerne s absolútnou teplotou.
Vnútorná energia ideálneho plynu — U = f/2·n·R·T
Vnútorná energia ideálneho plynu závisí len na jeho teplote (a stupňoch voľnosti f), nie na tlaku alebo objeme oddelene: U = (f/2)nRT.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj P = nRT/V s n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Porovnaj s tabuľkou.
- Vysvetli, prečo pri pevnom objeme a množstve plynu sú tlak a absolútna teplota priamo úmerné.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Stavová rovnica ideálneho plynu vyžaduje teplotu v kelvínoch, nie v Celzioch. Vysvetli, prečo použitie stupňov Celzia (ktoré dovoľujú záporné a nulové hodnoty) by rozbilo priamu úmernosť, ktorú si našiel.
- Tvoj stĺpec vnútornej energie tiež rastie s teplotou pri pevnom objeme. Vysvetli pomocou U = (f/2)nRT, prečo zohrievanie pevného množstva plynu pri konštantnom objeme zvyšuje súčasne jeho tlak aj vnútornú energiu.
- 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
- Hore alebo dole?
- Zvýš teplotu
- Zachyť tlak
- Otvor údaje
- Vysvetli svoje dôkazy
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →