page id: 112
(Кэшируется)
| language
Теги:
изопроцессы
температура
работа
термодинамика
графики
давление
интерактив
идеальный_газ
формула
лабораторные
модели
(1.4.1) Интерактивные модели по физике, виртуальный практикум » Виртуальный практикум по физике » Термодинамика » Работа идеального газа при изотермическом расширении |
Работа при изотермическом расширении идеального газа
Немного теории. Работа при равновесном термодинамическом процессе равна площади под графиком этого процесса на диаграмме p-V . На этой диаграмме график равновесного процесса изображает зависимость давления газа от его объема. В случае изотермического процесса этот график представляет собой «положительную» ветвь гиперболы. Это несложно понять, если проанализировать уравнение состояния идеального газа, представленное в форме зависимости давления p от объема V:
p(V) = (νRT)· 1/V;
Здесь:
- ν — количество вещества газа;
- R — универсальная газовая постоянная,
- T — абсолютная температура по шкале Кельвина.
С точки зрения высшей математики площадь под графиком численно соответствует определенному интегралу. Интегральное исчисление позволяет получить формулу для работы, совершаемой газом при расширении от объема V1 до объема V2:
A = (νRT)· ln(V2/V1);
Работа идеального газа с точки зрения первого начала термодинамики
Идеальный газ — представляет собой систему сталкивающихся частиц, для которых их суммарная кинетическая энергия значительно превосходит потенциальную энергию их взаимодействия. Кроме модель идеального газа предполагает отсутствие у частиц внутренних степеней свободы. Это означает, что мы пренебрегаем взаимным притяжением частиц газа на больших расстояниях и считаем, что молекулы — это своего рода маленькие твердые тела или материальные точки, которые не могут слипаться или распадаться, не могут поглощать и излучать свет, а могут лишь двигаться поступательно (одноатомные газы: He, Ne, Ar...) или вращаться (двухатомные газы: O2, H2, N2...). В этом случае внутренняя энергия идеального газа выражается как суммарная кинетическая энергия его частиц и может быть выражена при помощи формулы:
U = i/2 νRT,
Здесь: i — число степеней свободы 1 молекулы газа.Видно, что при термодинамическом процессе, в котором число частиц газа остается постоянным, внутренняя энергия зависит только от температуры, а значит при изотермическом процессе её изменение равно нулю: ∆U = 0.
Поэтому, если рассмотреть работу идеального газа с точки зрения первого начала термодинамики, то мы получим, что при изотермическом процессе все получаемое газом количество теплоты расходуется на совершение газом работы:
Q = ∆U + A = A,
Интерактивная модель «Работа идеального газа в изотермическом процессе»
Целью данной работы является количественная проверка представленного выражения для работы идеального газа при расширении.Скачать описание «Работа идеального газа при изотермическом расширении»
В представленной модели можно изменять следующие параметры:
- Начальный объем идеального газа;
- Конечный объем газа;
- Количество вещества газа;
- Температуру газа в изотермическом процессе;
Управление интерактивной моделью
- Изменить масштаб: «CTRL + колесо мыши» или «CTRL + "+"»–«CTRL + "–"»
- Изменить позицию: перетащить при зажатой «CTRL + левая кнопка мыши»
- Стереть все «следы»: «CTRL + F»
Модель разработана при помощи системы динамической математики GeoGebra
Автор: Анухин П.М., преподаватель физики, Аничков лицей
Создано: 7.02.2011
Лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Скачать модель
Авторами моделей, отмеченных знаком © CC-BY-SA, Являются указанные на сайте http://school-physics.spb.ru лица. Интерактивные модели распространяются по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Attribution-ShareAlike (by-sa) — Лицензия «С указанием авторства — Копилефт». Эта лицензия позволяет другим перерабатывать, исправлять и развивать произведение даже в коммерческих целях при условии указания авторства и лицензирования производных работ на аналогичных условиях. Эта лицензия является копилефт-лицензией. Все новые произведения основанные на лицензированном под нею будут иметь аналогичную лицензию, поэтому все производные будет разрешено изменять и использовать в коммерческих целях. При воспроизведении работ, распространяемых по данной лицензии ссылка на сайт http://school-physics.spb.ru обязательна!
Скачать модель
Attribution-ShareAlike (by-sa) — Лицензия «С указанием авторства — Копилефт». Эта лицензия позволяет другим перерабатывать, исправлять и развивать произведение даже в коммерческих целях при условии указания авторства и лицензирования производных работ на аналогичных условиях. Эта лицензия является копилефт-лицензией. Все новые произведения основанные на лицензированном под нею будут иметь аналогичную лицензию, поэтому все производные будет разрешено изменять и использовать в коммерческих целях. При воспроизведении работ, распространяемых по данной лицензии ссылка на сайт http://school-physics.spb.ru обязательна!
Скачать модель
Формула работы идеального газа при изотермическом процессе
Created by admin. Last Modification: Воскресенье 03 / Март, 2013 22:04:58 GMT+04:00 by admin.
Sidebar
Меценатам
Если Вы хотите поддержать сайт, заполните небольшую формочку