Termodinamika
Izotermno stiskanje
Stiskaj pri konstantnem T: ΔU = 0, torej Q = W.
Izotermno stiskanje — interaktivna simulacija Termodinamika. Stiskaj pri konstantnem T: ΔU = 0, torej Q = W. Brezplačen virtualni fizikalni laboratorij v brskalniku z živimi meritvami SI in vodenim vodnikom.
Izotermen proces
Stiskaj pri konstantnem T: ΔU = 0, torej Q = W.
Med izotermnim procesom je notranja energija idealnega plina odvisna samo od temperature, zato ΔU = 0. Vsa delo, opravljeno na plinu, mora oditi kot toplota v zalogovnik. Glej, kako krivulja P–V sledi PV = konstanta, ko se bat premika.
- ΔU = 0
- Q = 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 je stisnjen na manjšo prostornino, njegova temperatura pa držana konstantna (izotermno). Ali je za nadaljnje stiskanje potrebno več dela?
Predvidevanja za pretehtanje
- Stiskanje na manjšo končno prostornino zahteva manj dela.
- Stiskanje na manjšo končno prostornino zahteva več dela (bolj negativen Wgas).
- Potrebno delo je enako, ne glede na končno prostornino.
Vloge spremenljivk
Kaj nastaviš:
- Končna prostornina V₂ (L)
Kaj izmeriš:
- Delo, ki ga je opravil plin W_gas (J)
Kako poteka preiskava
- Odpri prednastavitev isothermal-compression in pritisni Ponastavi. 1 mol plina začne pri 49,9 L, 300 K.
- Omogoči odčitek dela, opravljenega na plinu.
- Nastavi ciljno (končno) prostornino za vsak poskus in zabeleži delo, ki ga je opravil plin.
Vodilna enačba
Prvi zakon termodinamike — ΔU = Q − W
Sprememba notranje energije je enaka dodani toploti minus delo, ki ga je opravil plin: ΔU = Q − W. Za izotermen proces idealnega plina je ΔU = 0, zato vse delo, opravljeno na plinu, odide kot toplota.
Kaj natisnjivi delovni list od učencev zahteva izračunati
- Za en poskus izračunaj W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) z n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Primerjaj s tabelo.
- W_gas je negativen v vsakem poskusu. Razloži, kaj negativna vrednost fizikalno pomeni za plin, ki ga stiskajo, in zakaj stiskanje na manjši V₂ naredi W_gas bolj negativen.
Kje se to pokaže onkraj laboratorija
- Ker je ΔU = 0 za vsak izotermen proces (temperatura se ne spremeni), prvi zakon pravi, da je tu tudi Q = W_gas. Ali toplota teče v plin ali iz njega med tem stiskanjem? Razloži s svojo predznačno konvencijo.
- Da bi plin držali pri konstantni temperaturi med stiskanjem, pravi poskusi potrebujejo toplotni zalogovnik v stiku z valjem. Razloži, zakaj bi stiskanje segrelo plin, če tega zalogovnika ne bi bilo.
- 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 izotermnem stiskanju
- Izberi komoro
- Pritisni Predvajaj
- Stiskanje pri konstantnem T
- Odpri ploščo Lastnosti
- Uspelo ti je!
Odpri interaktivno simulacijo, zgradi prizor, pritisni Predvajaj in raziskuj z živimi meritvami in vodenim vodnikom.
Odpri interaktivni laboratorij →