PhysProf - Isochore Zustandsänderung - Druck - Temperatur - Arbeit
Fachthema: Isochore Zustandsänderung
PhysProf - Thermodynamik - Wärmelehre - Ein Programm zur Visualisierung physikalischer Sachverhalte aus der Naturwissenschaft mittels Simulationen und 2D-Animationen 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 isochoren Zustandsänderungen.
Dieses Unterprogramm ermöglicht die Durchführung der Steuerung entsprechender Abläufe zur Echtzeit und bietet die Möglichkeit, die Einflüsse relevanter Größen interaktiv zu untersuchen.
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Themen und Stichworte:Isochorer Prozess - pT-Diagramm - Volumen - Druck - Temperatur - Innere Energie - Gasmasse - Spezifische Wärmekapazität - Wärmeenergie - Wärmekapazität - Thermische Energie - Isochore Erwärmung - Isochore Zustandsänderung - Arbeit - Druck-Temperatur-Diagramm - Wärme - Diagramm - Energie - Einheit - Physikalische Einheit - Gas - Temperaturänderung - Temperaturdifferenz - Grundgleichung der Wärmelehre - Verrichtete Arbeit - Rechner - Beispiel - Animation - Bild - Simulation - Berechnung - Darstellen - Grafik - Grafische Darstellung |
Isochore Zustandsänderung
Das Unterprogramm [Thermodynamik] - [Isochore Zustandsänderung] demonstriert den Prozessablauf einer isochoren Zustandsänderung bei einem realen Gas.
Die isochore Zustandsänderung beschreibt eine Zustandsänderung eines Gases, bei welcher das Volumen konstant bleibt. Nach der Zustandsgleichung eines idealen Gases wird hierbei keine Arbeit verrichtet (keine Volumenänderung). Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik geht eine zugeführte Energie direkt in die innere Energie U über.
Als Bedingung gilt:
Es bestehen folgende Beziehungen zwischen Druck und Temperatur:
Für die Wärmeenergie gilt (Grundgleichung der Wärmelehre):
Für die verrichtete Arbeit gilt:
Für die Änderung der inneren Energie gilt:
Hierbei sind:
p1: Druck im Anfangszustand [Pa]
p2: Druck im Endzustand [Pa]
T1: Temperatur im Anfangszustand [K]
T2: Temperatur im Endzustand [K]
ΔV: Volumenänderung [m³]
ΔT: Temperaturänderung [K]
W: Verrichtete Arbeit [J]
Q: Wärmeenergie [J]
cv: Spezifische Wärmekapazität bei konstantem Volumen [J/(kgK)]
ΔU: Änderung der inneren Energie [J]
m: Gasmasse [m]
Programmbedienung
Mit Hilfe des Schiebereglers V kann das Volumen V eingestellt werden. Nach einer Bedienung der Schaltfläche Start wird das p(T)-Diagramm für einen isochoren 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. Beachten Sie hierbei, dass die bei einem isochoren Prozess verrichtete Arbeit gleich null ist und die gesamte Wärme aufgewendet wird um die innere Energie des Gases zu ändern.
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 - Isochore Zustandsänderung zu finden.
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Isochore Zustandsänderung - Isobare Zustandsänderung - Isotherme Zustandsänderung - Adiabatische Zustandsänderung - Carnotscher Kreisprozess - Aggregatzustände - Mischungsregel - Reales Gas - Molekülgeschwindigkeit