ఉష్ణగతిక శాస్త్రం
వేడి & చల్లని మిశ్రమం
వేడి, చల్లని వస్తువులు కలపండి; సమతా ఉష్ణోగ్రతను కనుగొనండి.
వేడి & చల్లని మిశ్రమం — ఇంటరాక్టివ్ ఉష్ణగతిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. వేడి, చల్లని వస్తువులు కలపండి; సమతా ఉష్ణోగ్రతను కనుగొనండి. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
ఉష్ణ సమతౌల్యం
వేడి, చల్లని వస్తువులను కలపండి; సమతా ఉష్ణోగ్రతను కనుగొనండి.
కేలరిమెట్రీ ఒక ప్రత్యక్ష వ్యవస్థను ఊహిస్తుంది: వేడి వస్తువు కోల్పోయిన ఉష్ణం చల్లని దానికి లభించిన దానికి సమానం. విశిష్ట ఉష్ణ సామర్థ్యాలు సమానంగా ఉంటే, తుది ఉష్ణోగ్రత ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రతల ద్రవ్యరాశి-భారిత సగటు. ఈ ప్రీసెట్ స్పష్టమైన ఉష్ణ సామర్థ్యాలను వాడి సమతా స్థితికి చేరుకునే ప్రక్రియను కనిపించేలా చేస్తుంది.
- Q_lost = Q_gained
- T_eq mc తో భారితం
దర్యాప్తి సంక్షిప్త వివరణ
ల్యాబ్ తెరిచే ముందు ప్రశ్నను ప్లాన్ చేయండి
ఈ సంక్షిప్త సారాంశం ప్రీరెండర్ చేసిన పేజీని ప్రతిబింబిస్తుంది: ముఖ్య ప్రశ్న, పోటీ ఊహలు, చరరాశి పాత్రలు, నియంత్రక నియమాలు, సెటప్, విశ్లేషణ, విస్తరణ ప్రశ్నలు — ఇవే క్రమంలో కనిపిస్తూ ఉంటాయి.
ముఖ్య ప్రశ్న
వేడియైన అల్యూమినియం దిమ్మ చల్లని నీటిలో వదలబడింది. అదే ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత వద్ద పెద్ద అల్యూమినియం దిమ్మ (ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి) వాడితే, తుది సమతా ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుందా తగ్గుతుందా?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- పెద్ద వేడి దిమ్మ తుది సమతా ఉష్ణోగ్రతను పెంచుతుంది.
- పెద్ద వేడి దిమ్మ తుది సమతా ఉష్ణోగ్రతను తగ్గిస్తుంది.
- తుది ఉష్ణోగ్రత అల్యూమినియం దిమ్మ ద్రవ్యరాశిపై ఆధారపడదు.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- అల్యూమినియం ద్రవ్యరాశి m₂ (kg)
మీరు కొలిచేవి:
- సమతా ఉష్ణోగ్రత T_eq (K)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- hot-cold-mix ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. 290 K వద్ద 1 kg నీరు (body1) 400 K వద్ద ఉన్న అల్యూమినియం దిమ్మతో (body2) కలుస్తుంది.
- సమతా-ఉష్ణోగ్రత రీడింగ్ను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి అల్యూమినియం దిమ్మ ద్రవ్యరాశిని సెట్ చేసి, సమతా ఉష్ణోగ్రతను నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
కెలోరిమెట్రిక్ సమతా ఉష్ణోగ్రత — T_eq = Σ mᵢcᵢTᵢ / Σ mᵢcᵢ
పరిసరాలకు నష్టాలు లేకుండా రెండు వస్తువులు ఉష్ణం మార్చుకున్నప్పుడు, అవి భారిత సగటు ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థిరపడతాయి — కేవలం ద్రవ్యరాశి కాదు, ప్రతి వస్తువు యొక్క ఉష్ణ సామర్థ్యం m·c తో భారీతం చేయబడి.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, నీరు m₁ = 1 kg, c₁ = 4186 J/(kg·K), T₁ = 290 K, అల్యూమినియం c₂ = 900 J/(kg·K), T₂ = 400 K ఉపయోగించి T_eq = (m₁c₁T₁ + m₂c₂T₂) / (m₁c₁ + m₂c₂) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
- వేడి దిమ్మ విశిష్ట ఉష్ణం (900 J/(kg·K)) నీటిది (4186 J/(kg·K)) కంటే చాలా తక్కువ అయినప్పటికీ, దాని ద్రవ్యరాశిని పెంచడం సమతా ఉష్ణోగ్రతను ఎందుకు పైకి లాగుతుందో వివరించండి.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- చాలా పదార్థాల కంటే నీటి విశిష్ట ఉష్ణం అసాధారణంగా ఎక్కువ. ఈ ప్రయోగం లోని అదే శక్తి-సమతుల్య భావనతో, తీర ప్రాంత వాతావరణంలో అంతర్గత ప్రాంతాల కంటే ఉష్ణోగ్రత హెచ్చుతగ్గులు మెత్తగా ఉంటాయో వివరించండి.
- అల్యూమినియం దిమ్మ కోల్పోయిన ఉష్ణం నీరు పొందిన ఉష్ణానికి సరిగ్గా సమానం అయి ఉండాలి (పరిసరాలకు నష్టాలు లేవని భావించి శక్తి సంరక్షణ). ఒక ప్రయత్నానికి, ప్రతి వస్తువుకూ Q = mcΔT ఉపయోగించి దీన్ని ధ్రువీకరించండి.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.1 Thermal energy transfers
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Middle School Physical Science — Energy transfer between materials
- Hot Cold Mix కు స్వాగతం
- చల్లని వస్తువు ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- ఒకే ఉష్ణోగ్రతకు మిశ్రమం
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.