Nhiệt động lực học
Sân chơi khí lý tưởng
Thay đổi n, V và T rồi quan sát P tuân theo PV = nRT.
Sân chơi khí lý tưởng — mô phỏng Nhiệt động lực học tương tác. Thay đổi n, V và T rồi quan sát P tuân theo PV = nRT. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.
Định luật khí lý tưởng
Thay đổi n, V và T và quan sát P tuân theo PV = nRT.
Định luật khí lý tưởng kết hợp định luật Boyle, Charles và Avogadro thành một phương trình trạng thái duy nhất. Sandbox này giữ nhiệt độ cố định rõ ràng để bạn có thể thấy áp suất tăng khi thể tích giảm hoặc số mol tăng. Va chạm phân tử với thành piston tạo ra chỉ số áp suất vĩ mô.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Tóm tắt điều tra
Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm
Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.
Câu hỏi lái xe
Một lượng khí nhất định được đựng trong một bình cứng. Nếu bạn làm nóng nó lên, điều gì xảy ra với áp suất của nó?
Dự đoán cân nặng
- Áp suất giảm khi nhiệt độ tăng.
- Áp suất tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ.
- Áp suất không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Vai trò thay đổi
Những gì bạn đặt:
- Nhiệt độ T (K)
Những gì bạn đo lường:
- Nội năng U (J)
- Áp suất P (kPa)
Cuộc điều tra diễn ra như thế nào
- Mở cài đặt trước hộp cát khí lý tưởng và nhấn Đặt lại. 1 mol argon lấp đầy một thể tích cố định 0,0249 m³.
- Kích hoạt tính năng đọc áp suất trên buồng.
- Đặt nhiệt độ khí cho mỗi lần thử và ghi lại áp suất.
phương trình điều khiển
Định luật khí lý tưởng — P = n·R·T / V
Với n mol khí lý tưởng, áp suất, thể tích và nhiệt độ liên kết với nhau bởi P·V = n·R·T. Ở mức n và V cố định, áp suất tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối.
Nội năng của khí lý tưởng — U = f/2·n·R·T
Nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ (và bậc tự do f) của nó, không phụ thuộc riêng vào áp suất hay thể tích: U = (f/2)nRT.
Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì
- Đối với một lần thử, hãy tính P = nRT/V bằng n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. So sánh với bảng.
- Giải thích tại sao khi thể tích và lượng khí cố định thì áp suất và nhiệt độ tuyệt đối tỉ lệ thuận với nhau.
Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm
- Định luật khí lý tưởng yêu cầu nhiệt độ tính bằng kelvin, không phải độ C. Giải thích tại sao việc sử dụng độ C (cho phép giá trị âm và 0) sẽ phá vỡ tỷ lệ trực tiếp mà bạn tìm thấy.
- Cột năng lượng bên trong của bạn cũng tăng theo nhiệt độ, với thể tích cố định. Giải thích, sử dụng U = (f/2)nRT, tại sao đun nóng một lượng khí cố định ở thể tích không đổi lại làm tăng cả áp suất và nội năng của nó.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Tăng hay giảm?
- Tăng nhiệt độ
- Ghi lại áp suất
- Mở dữ liệu
- Giải thích bằng chứng của bạn
Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.
Mở phòng thí nghiệm tương tác →
Phương Trình Trạng Thái Khí Lý Tưởng