Termodynamik
isobar uppvärmning
Värm vid konstant P: gasen expanderar och utför arbete.
isobar uppvärmning — interaktiv Termodynamik-simulering. Värm vid konstant P: gasen expanderar och utför arbete. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
isobar uppvärmning
Värm vid konstant P: gasen expanderar och utför arbete.
Vid konstant tryck tvingas en ideal gas att expandera vid uppvärmning, så att gasen kan utföra arbete på omgivningen medan temperaturen stiger. Enligt första huvudsatsen gäller Q = ΔU + W; en del av den upptagna värmen höjer den inre energin och en del betalar expansionsarbetet.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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 gas värms vid konstant tryck, så den expanderar (isobar). Om du låter den expandera till en större slutvolym, utför gasen då mer arbete på sin omgivning?
Förutsägelser att väga
- En större slutvolym innebär mindre arbete utfört av gasen.
- Det utförda arbetet beror inte av slutvolymen.
- En större slutvolym innebär mer arbete utfört av gasen.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Slutvolym V₂ (L)
Det du mäter:
- Arbete utfört av gasen W_gas (J)
- Sluttemperatur T₂ (K)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Isobar uppvärmning och tryck på Återställ. 1 mol gas startar vid 24.9 L, 300 K, vid konstant tryck.
- Aktivera avläsningen av sluttemperaturen på kammaren.
- Ställ in målvolymen (slutvolymen) för varje försök, och notera sluttemperaturen och det utförda arbetet.
Styrande ekvation
Isobart arbete — W = P·ΔV
Vid konstant tryck är arbetet som en expanderande gas utför enkelt trycket gånger volymändringen: W_gas = P·ΔV — arean av en rektangel under en horisontell linje i ett P-V-diagram.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök W_gas = P₁(V₂ − V₁) med P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, sedan T₂ = T₁·V₂/V₁. Jämför båda med tabellen.
- Förklara, med W_gas = P·ΔV, varför en större volymändring vid samma konstanta tryck innebär mer arbete utfört av gasen.
Var det här syns utanför labbet
- Din linje T₂ mot V₂ är Charles lag: vid konstant tryck är volym och absolut temperatur direkt proportionella. Förklara varför detta följer direkt av PV = nRT när P hålls fast.
- En del av värmen du tillför under isobar uppvärmning går till arbete (expansion) och en del till inre energi. Vilken får mer av den tillförda värmen för en enatomig gas (f = 3): arbetstermen eller den inre energin?
- 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
- Välkommen till Isobar uppvärmning
- Välj kammaren
- Tryck på Spela upp
- Uppvärmning vid konstant P
- Öppna panelen Egenskaper
- Klart!
Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.