Termodynamika
Izochorické zohrievanie
Zohrievaj pri konštantnom V: všetko teplo zvyšuje vnútornú energiu.
Izochorické zohrievanie — interaktívna simulácia Termodynamika. Zohrievaj pri konštantnom V: všetko teplo zvyšuje vnútornú energiu. Bezplatné virtuálne fyzikálne laboratórium v prehliadači so živými SI meraniami a sprievodcom.
Izochorické zohrievanie
Zohrievaj pri konštantnom V: všetko teplo zvyšuje vnútornú energiu.
S pevnými stenami nemožno vykonať prácu (W = 0), takže prvý zákon sa redukuje na Q = ΔU. Každý joule tepla priamo zvyšuje molekulovú kinetickú energiu, čo dáva najstrmší nárast teploty na jednotku tepla medzi základnými procesmi.
- W = 0
- Q = ΔU
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 v tuhom, utesnenom zásobníku, takže jeho objem sa nemôže zmeniť (izochoricky). Keďže plyn nemôže expandovať, kam ide všetko pridané teplo?
Predikcie na zváženie
- Všetko teplo ide do vnútornej energie, pretože pri konštantnom objeme sa nekoná žiadna práca.
- Väčšina tepla sa stane prácou, hoci zásobník je tuhý.
- Teplo sa delí rovnomerne medzi prácu a vnútornú energiu, ako pri iných procesoch.
Úlohy premenných
Čo nastavuješ:
- Konečná teplota T₂ (K)
Čo meriaš:
- Konečný tlak P₂ (kPa)
- Pridané teplo Q (J)
Ako skúmanie prebieha
- Otvor predvolbu izochorické zohrievanie a stlač Resetovať. 1 mol plynu je utesnený pri 0.0249 m³, začínajúc na 300 K.
- Zapni odčítania tlaku a pridaného tepla.
- Nastav cieľovú (konečnú) teplotu pre každý pokus a zaznamenaj konečný tlak a pridané teplo.
Riadiaca rovnica
Izochorické zohrievanie a vnútorná energia — U = f/2·n·R·T
Pri konštantnom objeme plyn nekoná prácu (W_gas = 0), takže každý joule pridaného tepla ide priamo do vnútornej energie: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Čo má študentov naučiť tlačiteľný list
- Pre jeden pokus vypočítaj P₂ = nRT₂/V s n = 1 mol, V = 0.0249 m³, potom Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) s f = 3, T₁ = 300 K. Porovnaj obe s tabuľkou.
- Keďže plyn nemôže expandovať (W_gas = 0), prvý zákon dáva presne Q = ΔU. Vysvetli, prečo každý joule pridaného tepla sa tu ukáže celý ako vnútorná energia, na rozdiel od experimentu izobarické zohrievanie.
Kde sa to objavuje mimo laboratória
- Tvoj vzťah P₂ verzus T₂ je Gay-Lussacov zákon: pri konštantnom objeme je tlak priamo úmerný absolútnej teplote. Vysvetli, prečo to vyplýva z PV = nRT, keď V je pevné.
- Utesnený tlakový hrniec varí jedlo rýchlejšie čiastočne preto, že uväznená para sa nemôže rozpínať, takže tlak (a teplota) stúpajú dobre nad 100 °C. Použi vzťah tohto experimentu na vysvetlenie, prečo utesnená tuhá nádoba dovoľuje teplote stúpať vyššie pri tom istom tepelnom vstupe než otvorená.
- 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 izochorickom zohrievaní
- Vyber komoru
- Stlač Prehrať
- Zohrievanie pri konštantnom V
- Otvor panel Vlastnosti
- Zvládol si to!
Otvor interaktívnu simuláciu na postavenie scény, stlač Prehrať a skúmaj so živými meraniami a sprievodcom.
Otvoriť interaktívne laboratórium →