Το διάγραμμα Πίεσης - Όγκου (γνωστό ως διάγραμμα P-V ή διάγραμμα Clapeyron) είναι ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία στη Θερμοδυναμική και στην Ψύξη. Χρησιμοποιείται για τη γραφική αναπαράσταση των μεταβολών της κατάστασης ενός αερίου, δείχνοντας πώς μεταβάλλεται η πίεση (P) σε σχέση με τον όγκο (V) που καταλαμβάνει.
Στον κατακόρυφο άξονα τοποθετείται η Πίεση και στον οριζόντιο άξονα ο Όγκος. Κάθε σημείο πάνω στο διάγραμμα αντιπροσωπεύει μια συγκεκριμένη κατάσταση ισορροπίας του αερίου.
Στόχοι :
Οι μαθητές να είναι σε θέση να :
Μεταβολή της πίεσης ενός ιδανικού αερίου σε συνάρτηση με τον όγκο και τη θερμοκρασία του.
Στο video περιγράφω με την βοήθεια applet τις μεταβολές των αερίων (ισόχωρη , ισοβαρής, ισόθερμη).
Δυναμική οπτικοποίηση των κυκλικών διεργασιών ιδανικών αερίων σε μορφή διαγράμματος p-V (πίεσης-όγκου), με ταυτόχρονο υπολογισμό του έργου που παράγεται ή καταναλώνεται. Στόχος του μαθησιακού αντικειμένου είναι η συσχέτιση των μεταβολών κατάστασης των ιδανικών αερίων με τη διαγραμματική απεικόνισή τους, μέσα από τη διαδικασία κατασκευής και ερμηνείας μιας κυκλικής διεργασίας. Το μαθησιακό αντικείμενο δίνει τη δυνατότητα στον χρήστη να τοποθετήσει, με δυναμικό τρόπο, τα σημεία του διαγράμματος που καθορίζουν την κατάσταση του αερίου και, στη συνέχεια, να επιλέξει το είδος των μεταβολών που τα συνδέουν, κατασκευάζοντας έτσι, ένα θερμοδυναμικό κύκλο.
Μεταβολές της πίεση, της θερμοκρασίας και του όγκου σε ένα ιδανικό αέριο
Θέμα: Γραφική παράσταση μεταβολών.
Σε ένα φύλλο βαθμονομημένου χαρτιού (ή στο τετράδιό σου), σχεδίασε τους άξονες P (κατακόρυφος - Πίεση) και V (οριζόντιος - Όγκος).
Σχεδίασε τις παρακάτω διαδοχικές μεταβολές μιας ποσότητας αερίου, ξεκινώντας από ένα τυχαίο αρχικό σημείο Α:
ΑΒ: Μια ισοβαρής εκτόνωση (ο όγκος αυξάνεται).
ΒΓ: Μια ισόχωρη ψύξη (η πίεση μειώνεται).
ΓΑ: Μια μεταβολή που επιστρέφει το αέριο στην αρχική του κατάσταση Α (κλείσιμο κύκλου).
