PhysProf - Isobare Zustandsänderung - Druck - Arbeit - Wärme - Beispiel

PhysProf - Thermodynamik - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte mittels Simulationen und 2D-Computeranimationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure und alle die sich für Physik interessieren.

Online-Hilfe für das Modul
zur Untersuchung des Prozessablaufs
bei isobaren Zustandsänderungen.

 

 

Durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Schaltfläche können Sie eine kostenlose Demoversion des Programms PhysProf 1.1 herunterladen.


 

Das Unterprogramm [Thermodynamik] - [Isobare Zustandsänderung] demonstriert den Prozessablauf einer isobaren Zustandsänderung bei einem realen Gas.

Die isobare Zustandsänderung bezeichnet die Zustandsänderung eines Gases, bei welcher der Druck im System konstant bleibt.

Nach dem Gesetz von Gay-Lussac und der Zustandsgleichung eines idealen Gases gilt:

Für die Wärmeenergie gilt:

Für die verrichtete Arbeit gilt:

Für die Änderung der inneren Energie gilt:

Hierbei sind:

V₁: Volumen im Anfangszustand [m³]

V₂: Volumen im Endzustand [m³]

T₁: Temperatur im Anfangszustand [K]

T₂: Temperatur im Endzustand [K]

p: Konstanter Druck des Gases [Pa]

Δp: Druckänderung [Pa]

ΔT: Temperaturänderung [K]

ΔV: Volumenänderung [m³]

c_p: Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Druck [J/(kgK)]

c_v: Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen [J/(kgK)]

W: Verrichtete Arbeit [J]

Q: Wärmeenergie [J]

ΔU: Änderung der inneren Energie [J]

m: Gasmasse [kg]

Programmbedienung

Durch die Positionierung des Schiebereglers p kann der Druck eingestellt werden. Nach der Bedienung der Schaltfläche Start wird das V(T)-Diagramm für einen isobaren Prozess gezeichnet. Am dargestellten Energiediagramm werden die Änderung der inneren Energie ΔU, die dem System zugeführte Wärmeenergie Q und die am System verrichtete Arbeit W ausgegeben.

Bei einer isobaren Expansion steigt die Temperatur, die innere Energie nimmt zu und das Gas verrichtet positive Arbeit. Bei einer isobaren Kompression hingegen nehmen Temperatur und die innere Energie des Gases ab. Die Arbeit des Gases ist negativ. Bei der Expansion nimmt das Gas Wärme auf, bei einer Kompression hingegen gibt es Wärme ab. Mit Hilfe des Schalters Urzustand versetzen Sie die Darstellung wieder in den Anfangszustand.
 

Eine kleine Übersicht in Form kurzer Beschreibungen und Bilder über einige zu diesem Fachthemengebiet implementierte Unterprogramme kann unter Kurzbeschreibungen von Modulen zum Themengebiet Thermodynamik aufgerufen werden.
 

Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Isobare Zustandsänderung zu finden.
 

Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.

Isochore Zustandsänderung - Isobare Zustandsänderung - Isotherme Zustandsänderung - Adiabatische Zustandsänderung - Carnotscher Kreisprozess - Aggregatzustände - Mischungsregel - Reales Gas - Molekülgeschwindigkeit

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