热力学
等容加热
等容加热：所有热量都转化为内能。
等容加热——交互式热力学模拟。等容加热：所有热量都转化为内能。 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。
等容加热
等容加热：所有热量都转化为内能。
容器壁刚性时无法做功（W = 0），热力学第一定律简化为 Q = ΔU。每焦耳热量直接转化为分子动能，在基本热力学过程中，每单位热量引起的温升最为陡峭。
- 功为零
- 热等于内能变化
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
气体在刚性密封容器中被加热，因此其体积不会改变（等容）。既然气体不能膨胀，那么所有增加的热量都去了哪里？
预测权重
- 所有热量都转化为内能，因为在恒定体积下没有做功。
- 即使容器是刚性的，大部分热量也会转化为功。
- 就像其他过程一样，热量在功和内能之间均匀分配。
可变角色
您设置的内容：
- 最终温度T2 (K)
您测量的内容：
- 最终压力 P2 (kPa)
- 热添加Q (J)
调查如何进行
- 打开「等容加热：恒容压力上升（isochoric-heating）」预设并按重置。 1 mol 气体在 0.0249 m3 下被密封，起始温度为 300 K。
- 启用压强与加入热量读数。
- 设置每次试验的目标（最终）温度，并记录最终压力和添加的热量。
控制方程
等容加热和内能 — U = f/2·n·R·T
在体积恒定的情况下，气体不做功 (W_gas = 0)，因此增加的每一焦耳热量都直接转化为内能：Q = ΔU = (f/2)nRΔT。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于其中一次试验，使用n = 1 mol、V = 0.0249 m³计算P₂ = nRT₂/V，再使用f = 3、T₁ = 300 K计算Q = (f/2)nR(T₂ − T₁)。将两者与表格比较。
- 由于气体不能膨胀 (W_gas = 0)，第一定律准确给出 Q = ΔU。解释一下为什么这里增加的每一焦耳热量都完全表现为内能，这与 isobaric-heating 实验不同。
这在实验室之外的地方表现出来
- 你得到的P₂对T₂关系就是盖-吕萨克定律：在体积恒定时，压强与绝对温度成正比。请解释为什么当V固定时，这一结果由PV = nRT得出。
- 密封压力锅加热食物的速度更快，部分原因是滞留的蒸汽无法膨胀，因此压力（和温度）会升至 100°C 以上。使用该实验的关系来解释为什么在相同的热量输入下，密封的刚性容器的温度比开放的容器更高。
- 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
- 欢迎来到等容加热
- 选择气体腔
- 点击播放
- 恒容加热
- 打开检查器
- 完成了！
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