Nhiệt động lực học

Nén đẳng nhiệt

Nén ở nhiệt độ không đổi: ΔU = 0, nên Q = W.

Nén đẳng nhiệt — mô phỏng Nhiệt động lực học tương tác. Nén ở nhiệt độ không đổi: ΔU = 0, nên Q = W. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Quá trình đẳng nhiệt

Nén ở T không đổi: ΔU = 0, vì vậy Q = W.

Trong một quá trình đẳng nhiệt, nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, nên ΔU = 0. Bất kỳ công nào thực hiện lên khí đều phải thoát ra dưới dạng nhiệt tới bể chứa. Quan sát đường cong P–V tuân theo PV = hằng số khi piston di chuyển.

• ΔU = 0
• Q = 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 nén đến thể tích nhỏ hơn trong khi nhiệt độ của nó được giữ không đổi (đẳng nhiệt). Có cần nhiều công việc hơn để nén nó thêm không?

Dự đoán cân nặng

• Nén thành dung lượng cuối cùng nhỏ hơn đòi hỏi ít thao tác hơn.
• Việc nén thành âm lượng cuối cùng nhỏ hơn đòi hỏi nhiều công việc hơn (Wgas âm hơn).
• Công việc cần thiết là như nhau bất kể tập cuối cùng.

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)

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước nén đẳng nhiệt và nhấn Reset. 1 mol khí bắt đầu ở 49,9 L, 300 K.
2. Kích hoạt tính năng đọc công việc thực hiện trên khí.
3. Đặt khối lượng mục tiêu (cuối cùng) cho mỗi lần thử và ghi lại công do khí thực hiện.

phương trình điều khiển

Định luật nhiệt động lực học đầu tiên — ΔU = Q − W

Sự thay đổi năng lượng bên trong bằng nhiệt lượng bổ sung trừ đi công do khí thực hiện: ΔU = Q − W. Đối với quy trình ideal-gas đẳng nhiệt, ΔU = 0 , do đó tất cả công thực hiện trên khí đều chuyển thành nhiệt.

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

• Đối với một lần thử, hãy tính W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) bằng n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. So sánh với bảng.
• W_gas âm trong mọi lần thử. Giải thích ý nghĩa vật lý của giá trị âm đối với khí bị nén và tại sao việc nén đến V₂ nhỏ hơn lại làm cho W_gas âm hơn.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Vì ΔU = 0 đối với bất kỳ quá trình đẳng nhiệt nào (nhiệt độ không thay đổi), định luật thứ nhất cũng nói Q = W_gas ở đây. Nhiệt truyền vào hay thoát ra khỏi khí trong quá trình nén này? Giải thích bằng cách sử dụng quy ước ký hiệu của bạn.
• Để giữ khí ở nhiệt độ không đổi trong khi nén nó, các thí nghiệm thực tế cần một bình chứa nhiệt tiếp xúc với xi lanh. Giải thích tại sao quá trình nén sẽ làm nóng khí nếu không có bình chứa đó.

• 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 nén đẳng nhiệt
2. Chọn buồng khí
3. Nhấn Phát
4. Nén ở T 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