Isınma eğrisi ve hâl değişimi simülatörü
Bu benzetimdeki denklemler
| m | Su kütlesi m (gram) | ||
|---|---|---|---|
| c | özgül ısı kapasitesi | buz 2,09, sıvı su 4,18, buhar 2,01 J/(g·K): su, derece başına neredeyse her şeyden daha fazla ısı ister | |
| ΔT | change in temperature | yalnızca tek bir faz varken; faz değişiminde sıcaklık sabit kalır |
Mevcut değerlerle:
| L_f | erime gizli ısısı | 334 J/g: kristali ısıtmadan parçalamak için gereken enerji | |
|---|---|---|---|
| L_v | buharlaşma gizli ısısı | 2.257 J/g, L_f’nin neredeyse yedi katı: molekülleri birbirinden tamamen koparmak, onları gevşetmekten çok daha fazlasını ister | |
| Q | şimdiye kadar verilen ısı | ısıtıcı gücü çarpı süre |
Mevcut değerlerle:
| P | Isıtıcı gücü P (watt; negatif değer soğutur) | bir watt, saniyede bir jouledür | |
|---|---|---|---|
| t | her aşamanın süresi | gizli ısılar büyük olduğu için düzlükler uzundur |
Mevcut değerlerle:
Isınma eğrisi simülatörü nasıl kullanılır
- Suyun kütlesini, başlangıç sıcaklığını ve ısıtıcı gücünü ayarla. Buz olarak başlar: moleküller bir kristalde durur, her biri yerinin çevresinde titreşir ve sıcaklık arttıkça daha şiddetli titreşir.
- 0 °C’de buz erirken sıcaklık durur: ısı kristali parçalamaya gider ve moleküller tek tek kopup sıvıya geçer. 100 °C’de su kaynarken ve moleküller buhar olarak uçup giderken yine durur. Grafik ısınma eğrisini, verilen ısıya karşı, iki düz basamağıyla gri tam eğrinin üzerine çizer.
- Isı çekmek ve eğriyi donma ve yoğuşmayla geriye doğru yürütmek için gücü negatif yap. Denklemler her aşamanın ısısını özgül ve gizli ısılardan toplar; Özgül ısı hesaplayıcı her madde için Q = mcΔT’yi hesaplar.
Sık sorulan sorular
Buz erirken sıcaklık neden aynı kalıyor?
Çünkü ısının tamamı molekülleri kristalde tutan bağları koparmaya gider, onları hızlandırmaya değil. Sıcaklık moleküllerin ortalama kinetik enerjisini ölçer ve son buz parçası eriyene kadar değişmez. Soğurulan ısı, her gram için 334 J olan erime gizli ısısıdır.
Gizli ısı nedir?
Bir maddenin sabit sıcaklıkta hâl değiştirirken aldığı ya da verdiği enerji. Su için erime gizli ısısı 334 J/g, buharlaşma (kaynama) gizli ısısı 2.257 J/g’dir. Aynı miktarlar donma ve yoğuşmada geri verilir; buharın aynı sıcaklıktaki kaynar sudan çok daha kötü haşlamasının nedeni budur.
Kaynama neden erimeden çok daha uzun sürüyor?
Çünkü buharlaşma gizli ısısı erimeninkinin neredeyse yedi katıdır. Erime molekülleri yalnızca birbirinin üzerinden kayabilecekleri kadar gevşetir; kaynama ise onları aralarındaki çekime karşı tamamen ayırmak zorundadır. 100 g suyu 0 °C’den kaynama noktasına getirmek 42 kJ, hepsini kaynatıp buharlaştırmak bir 226 kJ daha ister.
Bir ısınma eğrisinin ısısını nasıl hesaplarım?
Her aşamayı topla: buzu ısıtmak (m × 2,09 × ΔT), eritmek (m × 334), suyu ısıtmak (m × 4,18 × ΔT), kaynatmak (m × 2.257) ve buharı ısıtmak (m × 2,01 × ΔT); m gram cinsinden. Süreyi saniye olarak bulmak için ısıtıcı gücüne (watt) böl; resmin altındaki denklemler bunu senin ayarların için yapar.
WebGL’nin kapalı olduğunu söylüyor.
3B görünüm, güncel her tarayıcıda bulunan WebGL’ye ihtiyaç duyar. Tarayıcı ayarlarında donanım hızlandırma kapatılmışsa ya da grafik sürücüsü çok eskiyse kapalı olabilir. Donanım hızlandırmayı aç ya da başka bir tarayıcı dene.
Bir şey yükleniyor mu?
Hayır. Simülasyonu WebGL ile kendi tarayıcın çizer; hiçbir yere hiçbir şey gönderilmez ve sayfa yüklendikten sonra çevrimdışı da çalışmaya devam eder.