Termodinamika
Izohorno segrevanje
Segrevaj pri konstantnem V: vsa toplota dviguje notranjo energijo.
Izohorno segrevanje — interaktivna simulacija Termodinamika. Segrevaj pri konstantnem V: vsa toplota dviguje notranjo energijo. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Izohorno segrevanje
Segrevaj pri konstantnem V: vsa toplota dviguje notranjo energijo.
S togimi stenami dela ni mogoče opraviti (W = 0), zato se prvi zakon poenostavi v Q = ΔU. Vsak džul toplote neposredno poveča kinetično energijo molekul, kar da najbolj strmo naraščanje temperature na enoto toplote med osnovnimi procesi.
- W = 0
- Q = ΔU
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 v togem, zapečatenem zabojniku, zato se prostornina ne more spremeniti (izohorno). Ker plin ne more širiti, kam gre vsa dodana toplota?
Predvidevanja za pretehtanje
- Vsa toplota gre v notranjo energijo, ker pri konstantni prostornini ni opravljeno nobeno delo.
- Večina toplote postane delo, čeprav je zabojnik tog.
- Toplota se razdeli enakomerno med delo in notranjo energijo, tako kot pri drugih procesih.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Končna temperatura T₂ (K)
Kaj izmeriš:
- Končni tlak P₂ (kPa)
- Dodana toplota Q (J)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev isochoric-heating in pritisni Ponastavi. 1 mol plina je zapečaten pri 0,0249 m³, začne pri 300 K.
- Omogoči odčitka tlaka in dodane toplote.
- Nastavi ciljno (končno) temperaturo za vsak poskus in zabeleži končni tlak in dodano toploto.
Vodilna enačba
Izohorno segrevanje in notranja energija — U = f/2·n·R·T
Pri konstantni prostornini plin ne opravi dela (W_gas = 0), zato gre vsak džul dodane toplote neposredno v notranjo energijo: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj P₂ = nRT₂/V z n = 1 mol, V = 0.0249 m³, nato Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) s f = 3, T₁ = 300 K. Primerjaj oba s tabelo.
- Ker plin ne more širiti (W_gas = 0), prvi zakon da Q = ΔU točno. Razloži, zakaj se vsak džul dodane toplote pokaže v celoti kot notranja energija tu, za razliko od poskusa izobarnega segrevanja.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Tvoja zveza P₂-proti-T₂ je Gay-Lussacov zakon: pri konstantni prostornini je tlak neposredno sorazmeren z absolutno temperaturo. Razloži, zakaj to sledi iz PV = nRT, ko je V fiksna.
- Zapečaten lonc pod tlakom kuha hrano hitreje tudi zato, ker ujeta para ne more širiti, zato tlak (in temperatura) naraste prek 100 °C. Z zvezo tega poskusa razloži, zakaj zapečaten tog zabojnik pusti temperaturi plesti višje pri isti toploti kot odprt.
- 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 izohornem segrevanju
- Izberi komoro
- Pritisni Predvajaj
- Segrevanje pri konstantnem V
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →