Termodynamik
idealgas-sandlåda
Ändra n, V och T och se P följa PV = nRT.
idealgas-sandlåda — interaktiv Termodynamik-simulering. Ändra n, V och T och se P följa PV = nRT. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
ideala gaslagen
Ändra n, V och T och se P följa PV = nRT.
Ideala gaslagen kombinerar Boyles, Charles och Avogadros lagar till en tillståndsekvation. Den här sandlådan håller temperaturen explicit så att du kan se trycket stiga när volymen krymper eller mängden mol ökar. Molekylkollisioner mot kolvväggen ger den makroskopiska tryckavläsningen.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Undersökningsblad
Planera frågan innan du öppnar labbet
Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.
Drivande fråga
En fast mängd gas är förseglad i ett stelt kärl. Om du värmer upp den, vad händer med dess tryck?
Förutsägelser att väga
- Trycket minskar när temperaturen stiger.
- Trycket ökar proportionellt med temperaturen.
- Trycket beror inte av temperaturen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Temperatur T (K)
Det du mäter:
- Inre energi U (J)
- Tryck P (kPa)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Ideala gaslagen och tryck på Återställ. 1 mol argon fyller en fast volym på 0.0249 m³.
- Aktivera tryckavläsningen på kammaren.
- Ställ in gastemperaturen för varje försök och notera trycket.
Styrande ekvation
Ideala gaslagen — P = n·R·T / V
För n mol ideal gas är tryck, volym och temperatur låsta till varandra genom P·V = n·R·T. Vid fast n och V stiger trycket i direkt proportion till absolut temperatur.
Inre energi hos en ideal gas — U = f/2·n·R·T
En ideal gases inre energi beror bara på dess temperatur (och antalet frihetsgrader f), inte på tryck eller volym var för sig: U = (f/2)nRT.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök P = nRT/V med n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Jämför med tabellen.
- Förklara varför, vid fast volym och gasmängd, tryck och absolut temperatur är direkt proportionella.
Var det här syns utanför labbet
- Ideala gaslagen kräver temperaturen i kelvin, inte Celsius. Förklara varför användning av Celsius (som tillåter negativa värden och noll) skulle bryta den direkta proportionalitet du fann.
- Din kolumn för inre energi växer också med temperaturen, vid fast volym. Förklara, med U = (f/2)nRT, varför uppvärmning av en fast gasmängd vid konstant volym ökar både dess tryck och dess inre energi samtidigt.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Upp eller ner?
- Höj temperaturen
- Fånga trycket
- Öppna data
- Förklara dina bevis
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.