Termodinamik
İzotermal sıkıştırma
Sabit T'de sıkıştırma: ΔU = 0, dolayısıyla Q = W.
İzotermal sıkıştırma — etkileşimli Termodinamik simülasyonu. Sabit T'de sıkıştırma: ΔU = 0, dolayısıyla Q = W. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
İzotermal süreç
Sabit T'de sıkıştırma: ΔU = 0, bu yüzden Q = W.
İzotermal bir süreçte ideal bir gazın iç enerjisi yalnızca sıcaklığa bağlıdır, bu yüzden ΔU = 0'dır. Gaz üzerinde yapılan herhangi bir iş, ısı olarak rezervuara gitmelidir. Piston hareket ederken P-V eğrisinin PV = sabit'i izlemesini izleyin.
- ΔU = 0
- Q = W
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Sürüş sorusu
Bir gaz, sıcaklığı sabit tutularak (izotermal) daha küçük bir hacme sıkıştırılır. Daha fazla sıkıştırmak için daha fazla çalışma gerekiyor mu?
Tartılacak tahminler
- Daha küçük bir son hacme sıkıştırmak daha az iş gerektirir.
- Daha küçük bir nihai hacme sıkıştırmak daha fazla iş gerektirir (daha negatif bir Wgaz).
- İhtiyaç duyulan iş, son hacim ne olursa olsun aynıdır.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Son hacim V₂ (L)
Ölçtüğünüz şey:
- Gazın yaptığı iş W_gas (J)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- İzotermal sıkıştırma ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. 1 mol gaz 49,9 L, 300 K'de başlar.
- Gaz üzerinde yapılan iş okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için hedef (nihai) hacmi ayarlayın ve gazın yaptığı işi kaydedin.
Yönetim denklemi
Termodinamiğin Birinci Yasası — ΔU = Q − W
İç enerji değişimi, eklenen ısı eksi gazın yaptığı işe eşittir: ΔU = Q − W. İzotermal bir ideal gaz işlemi için, ΔU = 0, yani gaz üzerinde yapılan tüm iş ısı olarak ayrılır.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K kullanarak W_gas = nRT·ln(V₂/V₁)'yi hesaplayın. Tabloyla karşılaştırın.
- W_gas her denemede negatiftir. Sıkıştırılan bir gaz için negatif değerin fiziksel olarak ne anlama geldiğini ve neden daha küçük bir V₂ değerine sıkıştırmanın W_gas'ı daha negatif hale getirdiğini açıklayın.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Herhangi bir izotermal süreç için ΔU = 0 olduğundan (sıcaklık değişmez), birinci yasa burada da Q = W_gas diyor. Bu sıkıştırma sırasında ısı gazın içine mi yoksa dışına mı akıyor? İşaret kurallarınızı kullanmayı açıklayın.
- Gazı sıkıştırırken sabit sıcaklıkta tutmak için gerçek deneylerde silindirle temas halinde olan bir ısı rezervuarına ihtiyaç vardır. Eğer rezervuar orada olmasaydı sıkıştırmanın gazı neden ısıtacağını açıklayın.
- 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
- Hoş geldiniz: izotermal sıkıştırma
- Seçin: hazne
- Oynat'a basın
- Sabit T'de sıkıştırma
- Denetleyiciyi açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.