Nhiệt động lực học

Nung nóng đẳng áp

Nung nóng ở áp suất không đổi: khí giãn nở và sinh công.

Nung nóng đẳng áp — mô phỏng Nhiệt động lực học tương tác. Nung nóng ở áp suất không đổi: khí giãn nở và sinh công. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Gia nhiệt đẳng áp

Đun nóng ở P không đổi: khí giãn nở và sinh công.

Ở áp suất không đổi, đun nóng khí lý tưởng buộc nó giãn nở để khí có thể sinh công lên môi trường trong khi nhiệt độ tăng. Từ định luật I, Q = ΔU + W; một phần nhiệt hấp thụ làm tăng nội năng và một phần dùng để sinh công giãn nở.

• W = PΔV
• Q = ΔU + W

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 chất khí được nung nóng ở áp suất không đổi nên nó nở ra (đẳng áp). Nếu bạn để nó giãn nở đến thể tích cuối cùng lớn hơn, liệu khí có tác dụng nhiều hơn lên môi trường xung quanh không?

Dự đoán cân nặng

• Thể tích cuối cùng lớn hơn có nghĩa là khí thực hiện ít công hơn.
• Công việc được thực hiện không phụ thuộc vào khối lượng cuối cùng.
• Thể tích cuối cùng lớn hơn có nghĩa là khí thực hiện nhiều công hơn.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Tập cuối cùng V₂ (L)

Những gì bạn đo lường:

• Công thực hiện bởi khí W_gas (J)
• Nhiệt độ cuối cùng T₂ (K)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước hệ thống sưởi đẳng áp và nhấn Đặt lại. 1 mol khí bắt đầu ở 24,9 L, 300 K, ở áp suất không đổi.
2. Kích hoạt tính năng đọc nhiệt độ cuối cùng trên buồng đo.
3. Đặt âm lượng mục tiêu (cuối cùng) cho mỗi lần thử và ghi lại nhiệt độ cuối cùng cũng như công việc đã thực hiện.

phương trình điều khiển

Công việc đẳng áp — W = P·ΔV

Ở áp suất không đổi, công do một chất khí giãn nở thực hiện chỉ đơn giản là áp suất nhân với độ thay đổi thể tích: W_gas = P·ΔV — diện tích hình chữ nhật nằm dưới đường nằm ngang trên biểu đồ P-V.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính W_gas = P₁(V₂ − V₁) bằng cách sử dụng P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, sau đó T₂ = T₁·V₂/V₁. So sánh cả hai với bảng.
• Giải thích, bằng cách sử dụng W_gas = P·ΔV, tại sao sự thay đổi thể tích lớn hơn ở cùng một áp suất không đổi có nghĩa là khí thực hiện nhiều công hơn.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Đường T₂-vs-V₂ của bạn là Định luật Charles: ở áp suất không đổi, thể tích và nhiệt độ tuyệt đối tỷ lệ thuận với nhau. Giải thích tại sao điều này xảy ra trực tiếp từ PV = nRT khi P được giữ cố định.
• Một phần nhiệt lượng bạn thêm vào trong quá trình gia nhiệt đẳng áp sẽ sinh công (giãn nở) và một phần thành năng lượng bên trong. Cái nào nhận được nhiều nhiệt lượng tăng thêm hơn cho một chất khí đơn nguyên tử (f = 3): công hay nội năng?

• 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. Chào mừng đến gia nhiệt đẳng áp
2. Chọn buồng khí
3. Nhấn Phát
4. Gia nhiệt ở P không đổi
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

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 →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Phương Trình Trạng Thái Khí Lý Tưởng