热力学
等压加热
等压加热：气体膨胀并对外做功。
等压加热——交互式热力学模拟。等压加热：气体膨胀并对外做功。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室，提供实时 SI 测量和分步引导教程。
等压加热
等压加热：气体膨胀并对外做功。
在恒定压强下，加热理想气体会迫使其膨胀，使气体对外界做功，同时温度升高。根据热力学第一定律 Q = ΔU + W，吸收的热量一部分提升内能，另一部分用于膨胀做功。
- 功 W = PΔV
- 第一热力学定律 Q = ΔU + W
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面：探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
气体在恒定压力下受热，因此会膨胀（等压）。如果让它膨胀到更大的最终体积，气体会对周围环境做更多的功吗？
预测权重
- 最终体积越大意味着气体所做的功越少。
- 完成的工作并不取决于最终的体积。
- 最终体积越大意味着气体所做的功越多。
可变角色
您设置的内容：
- 最终体积 V2 (L)
您测量的内容：
- 气体所做的功 W_gas (J)
- 最终温度T2 (K)
调查如何进行
- 打开「等压加热：恒压膨胀（isobaric-heating）」预设并按重置。 1 摩尔气体在恒定压力下从 24.9 L、300 K 开始。
- 启用腔室的最终温度读数。
- 设置每次试验的目标（最终）体积，并记录最终温度和完成的功。
控制方程
等压功 — W = P·ΔV
在恒定压力下，膨胀气体所做的功就是压力乘以体积变化：W_gas = P·ΔV — P-V 图上水平线下方矩形的面积。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一项试验，使用 P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa 计算 W_gas = P₁(V₂ − V₁)，然后 T₂ = T₁·V₂/V₁. 将两者与表进行比较。
- 使用 W_gas = P·ΔV 解释为什么在相同恒定压力下体积变化越大意味着气体所做的功越多。
这在实验室之外的地方表现出来
- 你的T₂对V₂直线就是查理定律：在恒定压力下，体积与绝对温度成正比。请解释为什么当P固定时，这一结果直接来自PV = nRT。
- 在等压加热过程中，你所加入的部分热量转化为功（膨胀），部分转化为内能。对于单原子气体（f = 3）而言，所加入的热量中哪一项占的比例更大：功项还是内能项？
- 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
- 欢迎来到等压加热
- 选择气体腔
- 点击播放
- 恒压加热
- 打开检查器
- 完成了！
打开交互式模拟以构建场景，点击运行，并通过实时测量和引导式教程进行探索。