Najpierw przewidź
Gaz może pobierać ciepło bez wzrostu temperatury. W której przemianie tak się dzieje i dokąd trafia wtedy energia?
Jeden mol gazu w temperaturze 300 K i objętości 10 l ma ciśnienie około 249,434 kPa. Przy izotermicznym podwojeniu objętości ciśnienie spada do 124,717 kPa. Gaz wykonuje około 1728,944 J pracy i pobiera tyle samo ciepła. Temperatura oraz energia wewnętrzna się nie zmieniają.
Odczyty modelu
Porównaj swoje próby
Zapisz ustawienia i odczyty, zmień jeden parametr i zapisz kolejną próbę. To wyniki modelu. Tabela pozostaje na tej stronie do jej zamknięcia; możesz pobrać ją jako CSV.
Brak zapisanych prób. Możesz porównać do 20 prób.
| Próba | Ustawienia | Odczyty |
|---|
Jak działa ten model?
Wybierasz stan początkowy: liczbę moli n, temperaturę T₁ i objętość V₁. Ciśnienie bezwzględne wynika z pV = nRT, gdzie R ≈ 8,314 J/(mol·K). Temperatury podajemy w kelwinach, a 1 litr to 0,001 m³.
Dla izotermy i izobary współczynnik końcowy oznacza V₂/V₁. Dla izochory oznacza T₂/T₁. Suwak postępu pozwala zatrzymać przemianę pomiędzy początkiem A a stanem końcowym; nie opisuje czasu jej trwania.
Praca wykonana przez gaz to W = ∫p dV: dla izotermy nRT₁ ln(V/V₁), dla izobary p₁(V − V₁), a dla izochory zero. Dla gazu jednoatomowego ΔU = (3/2)nR(T − T₁). Z pierwszej zasady Q = ΔU + W; dodatnie Q oznacza dopływ ciepła do gazu.
Założenia i granice
- Stała ilość jednoatomowego gazu doskonałego; nie modelujemy skraplania ani zmiany liczby stopni swobody.
- Przemiany są quasi-statyczne. Wykres przedstawia kolejne stany równowagi, a nie dynamikę tłoka.
- Tłok jest schematem: wysokość gazu jest proporcjonalna do objętości. Skale wykresu pozostają stałe w obrębie jednej próby.
Sprawdź samodzielnie
Dla n = 1 mol, T₁ = 300 K i V₁ = 10 l ustaw izotermę oraz V₂/V₁ = 2. Odczytaj końcowe p, W, ΔU i Q. Następnie sprawdź izobarę z tym samym współczynnikiem.
Sprawdź rozwiązanie
Początkowe p₁ ≈ 249,434 kPa. Izoterma daje p₂ ≈ 124,717 kPa, W = Q ≈ 1728,944 J i ΔU = 0. Dla izobary p pozostaje stałe, T₂ = 600 K, W ≈ 2494,339 J, ΔU ≈ 3741,508 J oraz Q ≈ 6235,847 J. Większe ciepło pokrywa teraz także wzrost energii wewnętrznej.