Emneområder
- Atomfysik
- Termodynamik
- Energi
- Mekanik
- Kvantefysik
- Kernestof om termodynamik i Kemi
Det lærer dine elever
I eksperimentet introduceres eleverne til gassers termodynamik ved brug af et håndbetjent udstyr til kompression og ekspansion af en gas. Opstillingen består af en cylinder, hvori man kan introducere en bestemt gas (monoatomar, diatomar etc). Med et stempel komprimerer eller ekspanderer eleverne gassen, og under processen måler indbyggede sensorer gassens tryk, volumen, og temperatur. Det er blandt andet muligt at realisere isoterme, adiabatiske og isochore processer.
Måleopstillingens signaler overføres til en computer, så man kan studere tryk, temperatur og volumen som funktion af tiden eller for eksempel plotte tryk versus volumen og udregne arbejdet som er udført under gassens tilstandsændring. Eksperimentet giver en konkret fornemmelse for sammenhængene mellem tryk, temperatur og volumen og af idealgas-loven. Forsøget giver også en god forståelse for at adiabatiske processer skal være hurtige, så der ikke udveksles varme med omgivelserne, mens isoterme processer skal foregå så tilpas langsomt at temperaturen ikke ændrer sig.
Eleverne får sved på panden under eksperimentet når de for eksempel laver langsomme eller hurtige kompressioner. Endeligt kan opstillingen realisere en såkaldt Otto-cyklus, som er en cyklisk proces, der illustrerer principperne bag varmepumper og forbrændingsmotorer.
Eksempler på undersøgelsesemner:
- Eftervis Boyle-Mariotte; PV=kontant
- Eftervis idealgas-loven
- Forskellen mellem isoterm (langsom = 2 minutter) og adiabatisk (meget hurtig) kompression
- Mål arbejde udført på gassen, og sammenlign med CV ΔT
- Mål adiabatisk eksponent, γ=CP⁄CV, for forskellige gasser og relater til antal frihedsgrader
- Lav en kredsproces, Otto.cyklen, og mål arbejde og nytteværdi
Øvelsen varer typisk 2-3 timer, inklusive en kort introduktion.
Vi afsætter 3 timer til jeres besøg, enten kl. 9-12 eller kl. 13-16.
Overordnet ansvarlig for øvelsen er lektor Adam Cohen Simonsen.
De faglige hjælpere i FysikLab udgøres af 1-2 fysikstuderende. Derudover forventer vi at du som lærer hjælper til under udførelsen af øvelsen.
Efter aftale med underviseren.
Jo flere mulige datoer du angiver i din bookingforespørgsel, desto større er sandsynligheden for at vi kan imødekomme dine ønsker.
Senest 14 dage før øvelsens udførelse.
Send dog gerne din bookingforespørgsel i god tid inden du har brug for svar på, hvorvidt der er mulighed for at komme på besøg.
Vi udleverer en øvelsesvejledning.