ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ
ΤΙΤΛΟΣ
Σύγκριση Ισοθερμικής και Αδιαβατικής διεργασίας
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ
Το παρόν μαθησιακό αντικείμενο αποτελεί μια διαδραστική προσομοίωση της σύγκρισης ισοθερμικής και αδιαβατικής διεργασίας σε μονοατομικό ιδανικό αέριο. Η προσομοίωση έχει σχεδιαστεί για να ενισχύσει την κατανόηση βασικών εννοιών της θερμοδυναμικής μέσω οπτικοποίησης, αλληλεπίδρασης και πειραματικής παρατήρησης.
Ο χρήστης μπορεί να παρατηρήσει σε πραγματικό χρόνο τις μεταβολές όγκου, πίεσης, θερμοκρασίας, εσωτερικής ενέργειας και έργου σε διαφορετικά θερμοδυναμικά σενάρια. Μέσα από τη χρήση κουμπιών, ο μαθητής μπορεί να επιλέξει:
Ισοθερμική διαστολή ή συμπίεση
Αδιαβατική διαστολή ή συμπίεση
Η προσομοίωση συνδυάζει δύο βασικά επίπεδα αλληλεπίδρασης:
Οπτικοποίηση του αερίου σε δοχείο, όπου τα μόρια (αναπαριστώμενα ως μικρές έγχρωμες μπάλες) κινούνται και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους, προσφέροντας μια αναπαράσταση της κινητικής θεωρίας των αερίων.
Διάγραμμα P–V, στο οποίο εμφανίζονται οι καμπύλες των διεργασιών και οι τιμές των μεταβλητών, δίνοντας τη δυνατότητα σύγκρισης των δύο τύπων διεργασιών και παρατήρησης των διακριτών χαρακτηριστικών τους.
Η προσομοίωση περιλαμβάνει επίσης οδηγίες χρήσης και πληροφορίες σχετικά με τη θεωρητική βάση, οι οποίες εμφανίζονται μέσω lightbox παραθύρων, καθιστώντας την εύκολη στην προσβασιμότητα και αυτοκατευθυνόμενη.
Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι οι μαθητές να:
Κατανοήσουν τη διαφορά μεταξύ ισοθερμικών και αδιαβατικών διεργασιών.
Παρατηρήσουν τη σχέση μεταξύ πίεσης, όγκου και θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια των διεργασιών.
Αναπτύξουν δεξιότητες πειραματικής παρατήρησης και ανάλυσης δεδομένων μέσω αλληλεπίδρασης με την προσομοίωση.
Ενισχύσουν τη σύνδεση θεωρίας και πρακτικής, παρατηρώντας τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας και του έργου σε πραγματικό χρόνο.
Η διαδραστική φύση του αντικειμένου επιτρέπει την ενεργητική μάθηση, καθιστώντας την έννοια των θερμοδυναμικών διεργασιών πιο κατανοητή και βιωματική για τους μαθητές.
ΑΝΑΡΤΗΘΗΚΕ ΑΠΟ
ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ
Οδηγίες Χρήσης του Μαθησιακού Αντικειμένου
Εκκίνηση και επαναφορά
Πατώντας το κουμπί Reset, το σύστημα επαναφέρεται στην αρχική του κατάσταση με προεπιλεγμένες τιμές θερμοκρασίας, πίεσης και όγκου.
Η κίνηση των μορίων και η απεικόνιση των διαγραμμάτων ξεκινούν αμέσως μετά την εκκίνηση ή την επαναφορά.
Επιλογή διεργασίας
Υπάρχουν τέσσερα βασικά κουμπιά για τις διεργασίες:
Ισοθερμική διαστολή / συμπίεση: Αυξάνει ή μειώνει τον όγκο χωρίς μεταβολή θερμοκρασίας.
Αδιαβατική διαστολή / συμπίεση: Αυξάνει ή μειώνει τον όγκο χωρίς μεταφορά θερμότητας.
Κάθε πάτημα μεταβάλλει τον όγκο κατά 1 λίτρο, ενώ οι τιμές πίεσης, θερμοκρασίας και εσωτερικής ενέργειας υπολογίζονται αυτόματα.
Παρατήρηση και ανάλυση
Το δοχείο με τα κινούμενα μόρια δείχνει την κίνηση και τη συμπεριφορά του αερίου σε πραγματικό χρόνο.
Το διάγραμμα P–V απεικονίζει τις καμπύλες των διεργασιών και τις αντίστοιχες τιμές των μεταβλητών.
Στα δεξιά και κάτω από το διάγραμμα εμφανίζονται οι τιμές: Θερμοκρασία (T), Πίεση (P), Όγκος (V), Εσωτερική Ενέργεια (ΔU), Έργο (W), Θερμότητα (Q).
Προσαρμογή παραμέτρων
Ο χρήστης μπορεί να παρατηρήσει ταυτόχρονα την επίδραση της αλλαγής όγκου σε πίεση και θερμοκρασία.
Στην ισοθερμική διεργασία, η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, ενώ στην αδιαβατική οι αλλαγές θερμοκρασίας είναι εμφανείς.
Τα όρια της προσομοίωσης είναι: Όγκος 0,2–6 L, Πίεση 0,01–600 kPa.
Πρόσθετες λειτουργίες
Πατώντας τα κουμπιά Οδηγίες ή Σχετικά, ανοίγουν παραθυράκια με πληροφορίες χρήσης και θεωρητικό υπόβαθρο.
Η προσομοίωση λειτουργεί συνεχώς, αλλά μπορεί να παραβλεφθεί η κίνηση των μορίων αν ο χρήστης επικεντρωθεί μόνο στις μεταβολές στο διάγραμμα P–V.
Στόχοι χρήσης
Παρατήρηση και σύγκριση διεργασιών.
Κατανόηση της σχέσης μεταξύ πίεσης, όγκου, θερμοκρασίας και ενέργειας.
Δυνατότητα ενεργητικής μάθησης μέσω πειραματισμού και αλληλεπίδρασης.
ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΚΑΡΤΕΛΑΣ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΥ
https://photodentro.edu.gr/ugc/r/8525/3636
ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΟΡΟΥ
https://photodentro.edu.gr/v/item/ugc/8525/3636
Υλικό Χρηστών
Στοιχεία αναφοράς
