Termodynamika
Izobarické zohrievanie
Zohrievaj pri konštantnom P: plyn sa rozpína a koná prácu.
Izobarické zohrievanie — interaktívna simulácia Termodynamika. Zohrievaj pri konštantnom P: plyn sa rozpína a koná prácu. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Izobarické zohrievanie
Zohrievaj pri konštantnom P: plyn sa rozpína a koná prácu.
Pri konštantnom tlaku zohrievanie ideálneho plynu vyvolá rozpínanie, takže plyn môže konať prácu na okolí, kým teplota stúpa. Z prvého zákona Q = ΔU + W; časť prijatého tepla zdvihne vnútornú energiu a časť zaplatí prácu rozpínania.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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
Plyn je zohrievaný pri konštantnom tlaku, takže sa rozpína (izobaricky). Keď mu dovolíš rozpínúť na väčší konečný objem, koná plyn viac práce na okolí?
Predikcie na zváženie
- Väčší konečný objem znamená menej práce vykonanej plynom.
- Vykonalá práca nezávisí na konečnom objeme.
- Väčší konečný objem znamená viac práce vykonanej plynom.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Konečný objem V₂ (L)
Čo meriaš:
- Práca vykonaná plynom W_gas (J)
- Konečná teplota T₂ (K)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu izobarické zohrievanie a stlač Resetovať. 1 mol plynu začína na 24.9 L, 300 K, pri konštantnom tlaku.
- Zapni odčítanie konečnej teploty na komore.
- Nastav cieľový (konečný) objem pre každý pokus a zaznamenaj konečnú teplotu a vykonanú prácu.
Riadiaca rovnica
Izobarická práca — W = P·ΔV
Pri konštantnom tlaku je práca vykonaná rozpínajúcim sa plynom jednoducho tlak krát zmena objemu: W_gas = P·ΔV — plocha obdĺžnika pod vodorovnou čiarou na P-V diagrame.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj W_gas = P₁(V₂ − V₁) s P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, potom T₂ = T₁·V₂/V₁. Porovnaj obe s tabuľkou.
- Vysvetli pomocou W_gas = P·ΔV, prečo väčšia zmena objemu pri tom istom konštantnom tlaku znamená viac práce vykonanej plynom.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Tvoja čiara T₂ verzus V₂ je Charlesov zákon: pri konštantnom tlaku sú objem a absolútna teplota priamo úmerné. Vysvetli, prečo to priamo vyplýva z PV = nRT, keď P je držané pevné.
- Časť tepla, ktoré pridáš pri izobarickom zohrievaní, ide do práce (rozpínanie) a časť do vnútornej energie. Ktorá z nich dostane viac pridaného tepla pre jednoatómový plyn (f = 3): člen práce alebo člen vnútornej 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
- Vitaj pri izobarickom zohrievaní
- Vyber komoru
- Stlač Prehrať
- Zohrievanie pri konštantnom P
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →