ఉష్ణగతిక శాస్త్రం
సమఘనపరిమాణ తాపనం
స్థిర V వద్ద వేడి: మొత్తం ఉష్ణం అంతరిక శక్తిని పెంచుతుంది.
సమఘనపరిమాణ తాపనం — ఇంటరాక్టివ్ ఉష్ణగతిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. స్థిర V వద్ద వేడి: మొత్తం ఉష్ణం అంతరిక శక్తిని పెంచుతుంది. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.
సమఘనపరిమాణ తాపనం
స్థిర V వద్ద వేడి: మొత్తం ఉష్ణం అంతరిక శక్తిని పెంచుతుంది.
దృఢమైన గోడలతో పని జరగదు (W = 0), కాబట్టి మొదటి నియమం Q = ΔU కు కుదించబడుతుంది. ప్రతి జౌల్ ఉష్ణం అణు గతిజ శక్తిని నేరుగా పెంచి, ప్రాథమిక ప్రక్రియల్లో యూనిట్ ఉష్ణానికి అత్యంత నిటారైన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలను ఇస్తుంది.
- W = 0
- Q = ΔU
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
వాయువు దృఢమైన, సీలు చేసిన పాత్రలో వేడి చేయబడుతోంది, కాబట్టి దాని ఘనపరిమాణం మారదు (సమఘనపరిమాణ). వాయువు వ్యాకోచించలేనందున, కలిపిన మొత్తం ఉష్ణం ఎక్కడికి వెళ్తుంది?
పరిగణించాల్సిన ఊహలు
- స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద పని జరగదు కాబట్టి మొత్తం ఉష్ణం అంతరిక శక్తి లోకి వెళ్తుంది.
- పాత్ర దృఢంగా ఉన్నప్పటికీ ఎక్కువ ఉష్ణం పనిగా మారుతుంది.
- ఇతర ప్రక్రియలలాగా ఉష్ణం పని, అంతరిక శక్తి మధ్య సమానంగా విడిపోతుంది.
చరరాశి పాత్రలు
మీరు సెట్ చేసేవి:
- తుది ఉష్ణోగ్రత T₂ (K)
మీరు కొలిచేవి:
- తుది పీడనం P₂ (kPa)
- కలిపిన ఉష్ణం Q (J)
పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది
- isochoric-heating ప్రీసెట్ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. 1 mol వాయువు 0.0249 m³ వద్ద సీలు చేయబడి, 300 K వద్ద ప్రారంభమవుతుంది.
- పీడనం, కలిపిన-ఉష్ణం రీడింగ్లను చేతనం చేయండి.
- ప్రతి ప్రయత్నానికి లక్ష్య (తుది) ఉష్ణోగ్రతను సెట్ చేసి, తుది పీడనం, కలిపిన ఉష్ణాన్ని నమోదు చేయండి.
పాలక సమీకరణం
సమఘనపరిమాణ తాపనం, అంతరిక శక్తి — U = f/2·n·R·T
స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద వాయువు పని చేయదు (W_gas = 0), కాబట్టి కలిపిన ప్రతి జౌల్ ఉష్ణం నేరుగా అంతరిక శక్తి లోకి వెళ్తుంది: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది
- ఒక ప్రయత్నానికి, n = 1 mol, V = 0.0249 m³ ఉపయోగించి P₂ = nRT₂/V లెక్కించి, తర్వాత f = 3, T₁ = 300 K ఉపయోగించి Q = (f/2)nR(T₂ − T₁). రెండింటినీ పట్టికతో పోల్చండి.
- వాయువు వ్యాకోచించలేదు (W_gas = 0) కాబట్టి, మొదటి నియమం సరిగ్గా Q = ΔU ఇస్తుంది. సమపీడన-తాపన ప్రయోగానికి భిన్నంగా, ఇక్కడ కలిపిన ప్రతి జౌల్ ఉష్ణం పూర్తిగా అంతరిక శక్తిగానే కనిపిస్తుందో వివరించండి.
ల్యాబ్కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
- మీ P₂-వర్సెస్-T₂ సంబంధం గే-లూసాక్ నియమం: స్థిర ఘనపరిమాణం వద్ద, పీడనం నిరపేక్ష ఉష్ణోగ్రతతో నేరుగా అనుపాతంలో ఉంటుంది. V స్థిరంగా ఉన్నప్పుడు ఇది PV = nRT నుండి ఎలా వస్తుందో వివరించండి.
- సీలు చేసిన ప్రెషర్ కుక్కర్ ఆహారాన్ని వేగంగా వేడి చేయడానికి ఒక కారణం: చిక్కుకున్న ఆవిరి వ్యాకోచించలేదు, కాబట్టి పీడనం (మరియు ఉష్ణోగ్రత) 100°C కంటే బాగా పైకి పెరుగుతాయి. అదే ఉష్ణ ఇన్పుట్కు సీలు చేసిన దృఢమైన పాత్ర తెరిచిన దాని కంటే ఉష్ణోగ్రతను ఎక్కువగా ఎక్కించగలదో ఈ ప్రయోగ సంబంధంతో వివరించండి.
- 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
- Isochoric Heating కు స్వాగతం
- గది ఎంచుకోండి
- ప్లే నొక్కండి
- స్థిర V వద్ద వేడి
- లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
- మీరు సాధించారు!
దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.