Termodinamika
Izobarno segrevanje
Segrevaj pri konstantnem P: plin se širi in opravlja delo.
Izobarno segrevanje — interaktivna simulacija Termodinamika. Segrevaj pri konstantnem P: plin se širi in opravlja delo. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Izobarno segrevanje
Segrevaj pri konstantnem P: plin se širi in opravlja delo.
Pri konstantnem tlaku segrevanje idealnega plina vsili širjenje, tako da plin lahko opravi delo na okolico, medtem ko temperatura raste. Iz prvega zakona, Q = ΔU + W; del vpite toplote dvigne notranjo energijo, del pa plača delo širjenja.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Oris preiskave
Načrtuj vprašanje, preden odpreš laboratorij
Oris zrcali predizrisano stran: vodilno vprašanje, tekmujoča predvidevanja, vloge spremenljivk, vodilni zakoni, priprava, analiza in pozivi k razširitvi ostanejo vidni in v tem vrstnem redu.
Vodilno vprašanje
Plin se segreva pri konstantnem tlaku, zato se širi (izobarno). Če mu dovoliš širiti se na večjo končno prostornino, ali plin opravi več dela na svoji okolici?
Predvidevanja za pretehtanje
- Večja končna prostornina pomeni manj dela, ki ga je opravil plin.
- Opravljeno delo ni odvisno od končne prostornine.
- Večja končna prostornina pomeni več dela, ki ga je opravil plin.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Končna prostornina V₂ (L)
Kaj izmeriš:
- Delo, ki ga je opravil plin W_gas (J)
- Končna temperatura T₂ (K)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev isobaric-heating in pritisni Ponastavi. 1 mol plina začne pri 24,9 L, 300 K, pri konstantnem tlaku.
- Omogoči odčitek končne temperature na komori.
- Nastavi ciljno (končno) prostornino za vsak poskus in zabeleži končno temperaturo in opravljeno delo.
Vodilna enačba
Izobarno delo — W = P·ΔV
Pri konstantnem tlaku je delo, ki ga opravi razširjajoč plin, preprosto tlak krat sprememba prostornine: W_gas = P·ΔV — površina pravokotnika pod vodoravno črto na P-V diagramu.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj W_gas = P₁(V₂ − V₁) s P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, nato T₂ = T₁·V₂/V₁. Primerjaj oba s tabelo.
- Z W_gas = P·ΔV razloži, zakaj večja sprememba prostornine pri istem konstantnem tlaku pomeni več dela, ki ga je opravil plin.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Tvoja črta T₂-proti-V₂ je Charlesov zakon: pri konstantnem tlaku sta prostornina in absolutna temperatura neposredno sorazmerna. Razloži, zakaj to sledi neposredno iz PV = nRT, ko je P držan fiksno.
- Del toplote, ki jo dodaš med izobarnim segrevanjem, gre v delo (ekspanzija) in del v notranjo energijo. Kateri dobi več dodane toplote za enoatomski plin (f = 3): člen dela ali člen notranje energije?
- 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
- Dobrodošli pri izobarnem segrevanju
- Izberi komoro
- Pritisni Predvajaj
- Segrevanje pri konstantnem P
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →