Termodynamik
isokor uppvärmning
Värm vid konstant V: all värme ökar den inre energin.
isokor uppvärmning — interaktiv Termodynamik-simulering. Värm vid konstant V: all värme ökar den inre energin. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.
isokor uppvärmning
Värm vid konstant V: all värme höjer den inre energin.
Med styva väggar kan inget arbete utföras (W = 0), så första huvudsatsen reduceras till Q = ΔU. Varje joule värme ökar molekylernas rörelseenergi direkt, vilket ger den brantaste temperaturökningen per värmemängd bland de grundläggande processerna.
- W = 0
- Q = ΔU
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 i ett stelt, förseglat kärl, så dess volym kan inte ändras (isokor). Eftersom gasen inte kan expandera, vart tar all tillförd värme vägen?
Förutsägelser att väga
- All värmen går till inre energi, eftersom inget arbete utförs vid konstant volym.
- Mesta delen av värmen blir arbete trots att kärlet är stelt.
- Värmen delas jämnt mellan arbete och inre energi, precis som i andra processer.
Variablernas roller
Det du ställer in:
- Sluttemperatur T₂ (K)
Det du mäter:
- Sluttryck P₂ (kPa)
- Tillförd värme Q (J)
Så går undersökningen till
- Öppna förinställningen Isokor uppvärmning och tryck på Återställ. 1 mol gas är förseglad vid 0.0249 m³ och startar vid 300 K.
- Aktivera avläsningarna av tryck och tillförd värme.
- Ställ in måltemperaturen (sluttemperaturen) för varje försök, och notera sluttrycket och den tillförda värmen.
Styrande ekvation
Isokor uppvärmning och inre energi — U = f/2·n·R·T
Vid konstant volym utför gasen inget arbete (W_gas = 0), så varje joule tillförd värme går direkt till inre energi: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut
- Beräkna för ett försök P₂ = nRT₂/V med n = 1 mol, V = 0.0249 m³, sedan Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) med f = 3, T₁ = 300 K. Jämför båda med tabellen.
- Eftersom gasen inte kan expandera (W_gas = 0), ger första huvudsatsen Q = ΔU exakt. Förklara varför varje joule tillförd värme visar sig helt som inre energi här, till skillnad från i experimentet med isobar uppvärmning.
Var det här syns utanför labbet
- Ditt samband mellan P₂ och T₂ är Gay-Lussacs lag: vid konstant volym är trycket direkt proportionellt mot absolut temperatur. Förklara varför detta följer av PV = nRT när V är fast.
- En förseglad tryckkokare värmer mat snabbare bland annat för att innesluten ånga inte kan expandera, så trycket (och temperaturen) stiger väl över 100°C. Använd detta experiments samband för att förklara varför ett förseglat, stelt kärl låter temperaturen stiga högre för samma värmetillskott än ett öppet skulle göra.
- 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 Isokor uppvärmning
- Välj kammaren
- Tryck på Spela upp
- Uppvärmning vid konstant V
- 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.