熱・熱力学のシミュレーション

熱・熱力学9本

熱・熱力学ブラウン運動見えない分子の衝突で大きな粒子がふらふら動く。軌跡と平均二乗変位(MSD)−時間グラフで「拡散」を確かめる熱・熱力学物質の三態（重力あり／なし）温度を変えて固体・液体・気体の分子の並びと運動を比べる。温度計のつまみをドラッグ、箱をクリックで局所加熱。重力を入れると容器の底に集まる熱・熱力学熱平衡（高温と低温の接触）高温・低温の分子集団を熱を通す壁で接触させると、壁の振動を通じてエネルギーが移り温度が等しくなる。壁をクリックで接触／断熱を切り替え熱・熱力学熱容量・比熱と加熱曲線（Q=mcΔT）質量・比熱・熱量から温度変化を求め、融解・沸騰の潜熱でグラフが水平になることを確かめる。ヒーターをクリックで加熱ON/OFF熱・熱力学分子運動と気体の圧力（ピストン）圧力は分子が壁にぶつかる力積の時間平均。衝突から求めた実測値と P=N·⟨KE⟩/面積 の理論値を比べる。ピストンの取っ手をドラッグして体積を変える熱・熱力学気体分子の速度の合成と分布1分子の速度＝vₓとv_yの合成。多数の分子の速さの分布は衝突を重ねてマクスウェル型に近づき、⟨v²⟩=⟨vₓ²⟩+⟨v_y²⟩。分子をクリックして速度を分解熱・熱力学熱力学の第1法則（Q=ΔU+W）ピストン内の気体に熱を加える・体積を変える。吸熱Q、内部エネルギー変化ΔU、気体がする仕事Wの関係と符号を色で見る。取っ手をドラッグして等温・断熱変化を起こす熱・熱力学気体の状態変化とP-Vグラフ定積・定圧・等温・断熱変化をP-Vグラフにかき、各変化のQ・W・ΔUと符号（吸熱／放熱、仕事をする／される）を確かめる。下のバーや取っ手をドラッグして変化を進める熱・熱力学熱機関（定積・定圧サイクルと熱効率）A→B定積加熱→C定圧膨張→D定積冷却→A定圧圧縮のサイクル。仕事＝囲む面積、熱効率e=W/Qinをカルノー効率と比べる。表の行をクリックでその過程へ

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