PhysProf - Isotherme Zustandsänderung

PhysProf - Physik-Software - Isotherme Zustandsänderung

PhysProf - Physikprogramm mit Animationen - Isotherme Zustandsänderung

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

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Isotherme Zustandsänderung


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

PhysProf - Isotherme Zustandsänderung - Druck -Temperatur - Volumen - Wärmeenergie - Wärmekapazität - Arbeit - Gasmasse

Isotherm wird eine Zustandsänderung bezeichnet, bei welcher die Temperatur unverändert bleibt. Hierbei wandelt sich die zugeführte Energie restlos in mechanische Arbeit um.

Isotherm - Gleichung - 1

Nach dem Gesetz von Boyle-Mariotte und der Zustandsgleichung eines idealen Gases bleibt das Produkt aus Druck p und dem Volumen V bei konstanter Temperatur konstant.

Isotherm - Gleichung - 2 Isotherm - Gleichung - 3

Für die Wärmeenergie gilt:

Isotherm - Gleichung - 4

Für die verrichtete Arbeit gilt:

Isotherm - Gleichung - 5

Für die Änderung der inneren Energie gilt:

Isotherm - Gleichung - 6

Hierbei sind:

p1: Druck im Anfangszustand [Pa]

p2: Druck im Endzustand [Pa]

V1: Volumen im Anfangszustand [m³]

V2: Volumen im Endzustand [m³]

ΔT: Temperaturänderung [K]

W: Verrichtete Arbeit [J]

Q: Wärmeenergie [J]

ΔU: Änderung der inneren Energie [J]

m: Gasmasse [kg]

R: Gaskonstante [J/(kgK)]

T: Gastemperatur [K]
 

Programmbedienung

Durch die Positionierung des Schiebereglers T kann eine konstante Temperatur eingestellt werden. Nach der Bedienung der Schaltfläche Start wird das p(V)-Diagramm für einen isothermen 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.

Beim Prozess einer isothermen Expansion verändert sich die innere Energie des idealen Gases nicht und die gesamte erreichte Wärme wird in Arbeit gewandelt.
 

Video

 

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

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