ఉష్ణగతిక శాస్త్రం

సమతాప సంపీడనం

స్థిర T వద్ద సంపీడనం: ΔU = 0, అందువల్ల Q = W.

సమతాప సంపీడనం — ఇంటరాక్టివ్ ఉష్ణగతిక శాస్త్రం సిమ్యులేషన్. స్థిర T వద్ద సంపీడనం: ΔU = 0, అందువల్ల Q = W. ప్రత్యక్ష SI కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో కూడిన ఉచిత, బ్రౌజర్ ఆధారిత ఆభాసీ భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగశాల.

సమతాప ప్రక్రియ

స్థిర T వద్ద సంపీడనం: ΔU = 0, కాబట్టి Q = W.

సమతాప ప్రక్రియలో ఆదర్శ వాయువు యొక్క అంతరిక శక్తి ఉష్ణోగ్రతపైనే ఆధారపడుతుంది, కాబట్టి ΔU = 0. వాయువుపై చేసిన పనంతా ఉష్ణంగా జలాశయానికి బయటకు వెళ్ళాలి. పిస్టన్ కదిలినప్పుడు P–V వక్రం PV = స్థిరం అనుసరించడం చూడండి.

• ΔU = 0
• Q = W

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 ఉష్ణోగ్రత స్థిరంగా ఉంచుకునే (సమతాప) స్థితిలో చిన్న ఘనపరిమాణానికి సంపీడనం చేయబడుతోంది. ఇంకా ముందుకు సంపీడనం చేయడానికి ఎక్కువ పని అవసరమా?

పరిగణించాల్సిన ఊహలు

• చిన్న తుది ఘనపరిమాణానికి సంపీడనం తక్కువ పనిని కోరుతుంది.
• చిన్న తుది ఘనపరిమాణానికి సంపీడనం ఎక్కువ పనిని కోరుతుంది (మరింత ఋణాత్మక Wgas).
• తుది ఘనపరిమాణం ఏదైనా అవసరమైన పని ఒక్కటే.

చరరాశి పాత్రలు

మీరు సెట్ చేసేవి:

• తుది ఘనపరిమాణం V₂ (L)

మీరు కొలిచేవి:

• వాయువు చేసిన పని W_gas (J)

పరిశోధన ఎలా నడుస్తుంది

1. isothermal-compression ప్రీసెట్‌ను తెరిచి రీసెట్ నొక్కండి. 1 mol వాయువు 49.9 L, 300 K వద్ద ప్రారంభమవుతుంది.
2. వాయువుపై-చేసిన-పని రీడింగ్‌ను చేతనం చేయండి.
3. ప్రతి ప్రయత్నానికి లక్ష్య (తుది) ఘనపరిమాణాన్ని సెట్ చేసి, వాయువు చేసిన పనిని నమోదు చేయండి.

పాలక సమీకరణం

ఉష్ణగతికశాస్త్ర మొదటి నియమం — ΔU = Q − W

అంతరిక శక్తి మార్పు కలిపిన ఉష్ణం మైనస్ వాయువు చేసిన పనికి సమానం: ΔU = Q − W. సమతాప ఆదర్శ-వాయు ప్రక్రియకు ΔU = 0, కాబట్టి వాయువుపై చేసిన మొత్తం పని ఉష్ణంగా బయటకు వెళ్తుంది.

ముద్రించగల కార్యపత్రకం విద్యార్థులను ఏమి కనుగొనమంటుంది

• ఒక ప్రయత్నానికి, n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K ఉపయోగించి W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) లెక్కించండి. పట్టికతో పోల్చండి.
• ప్రతి ప్రయత్నంలోనూ W_gas ఋణాత్మకం. సంపీడనం చేయబడుతున్న వాయువుకు ఋణాత్మక విలువ భౌతికంగా ఏమి అర్థం, చిన్న V₂ కు సంపీడనం చేయడం వల్ల W_gas మరింత ఋణాత్మకం ఎందుకవుతుందో వివరించండి.

ల్యాబ్‌కు మించి ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది

• ఏ సమతాప ప్రక్రియకైనా ΔU = 0 (ఉష్ణోగ్రత మారదు) కాబట్టి, మొదటి నియమం ప్రకారం ఇక్కడ కూడా Q = W_gas. ఈ సంపీడన సమయంలో ఉష్ణం వాయువులోకి ప్రవహిస్తుందా లేదా బయటకా? మీ చిహ్న నియమంతో వివరించండి.
• సంపీడనం చేస్తూ వాయువును స్థిర ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉంచడానికి, నిజమైన ప్రయోగాలకు సిలిండర్‌తో సంబంధంలో ఉన్న ఉష్ణ జలాశయం అవసరం. ఆ జలాశయం లేకపోతే సంపీడనం వాయువును ఎందుకు వేడి చేస్తుందో 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

1. Isothermal Compression కు స్వాగతం
2. గది ఎంచుకోండి
3. ప్లే నొక్కండి
4. స్థిర T వద్ద సంపీడనం
5. లక్షణాల ప్యానెల్ తెరవండి
6. మీరు సాధించారు!

దృశ్యం నిర్మించడానికి, ప్లే నొక్కడానికి, ప్రత్యక్ష కొలతలు, మార్గదర్శిత ట్యుటోరియల్‌తో అన్వేషించడానికి ఇంటరాక్టివ్ సిమ్యులేషన్ తెరవండి.

ఇంటరాక్టివ్ ల్యాబ్ తెరవండి →

ప్రయోగ పత్రకం డౌన్‌లోడ్ →

ఆదర్శ వాయు నియమం