Nội năng và sự biến thiên nội năng

Dụng cụ

• Bình khí ảo với các hạt chuyển động hỗn loạn
• Thanh trượt “Nhiệt nhận Q”, “Công lên hệ W” và “Nhiệt độ ban đầu”
• Số đọc cân bằng năng lượng và hiển thị tốc độ hạt

Các bước tiến hành

1. Chỉ truyền nhiệt

   Đặt thanh trượt công W về 0 và tăng nhiệt truyền vào Q. Các hạt chuyển động nhanh hơn và số đọc tăng: với W=0, toàn bộ Q thành nội năng, $\Delta U=Q$. Đọc $\Delta U$ và độ biến thiên nhiệt độ suy ra.

2. Chỉ thực hiện công

   Trả Q về 0 và tăng thanh trượt công — pít-tông trong mô hình thực hiện công lên khí. Kiểm tra cùng một mức tăng năng lượng: $\Delta U=W_{\mathrm{on}}$. So sánh tốc độ hạt với trường hợp chỉ truyền nhiệt ở cùng $\Delta U$.

3. Kết hợp nhiệt và công

   Đặt cả Q và W dương, ghi tổng của chúng và kiểm tra $\Delta U=Q+W_{\mathrm{on}}$ trên số đọc. Sau đó chọn một $\Delta U$ mục tiêu và tìm hai cặp (Q, W) khác nhau cùng đạt tới — năng lượng là hàm trạng thái, không phụ thuộc đường đi.

4. Đổi trạng thái đầu

   Đổi thanh trượt nhiệt độ ban đầu và lặp lại một lần truyền năng lượng. Cùng Q hay W cho cùng $\Delta U$ bất kể nhiệt độ xuất phát — bằng chứng rằng nhiệt và công là cách truyền năng lượng, không phải thuộc tính của khí.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện