آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
چرا تلمبه‌ی دوچرخه موقع فشار دادن گرم می‌شه؟
وقتی هوا رو به فضای کوچیک‌تری می‌فشاری، دماش بالا می‌ره. در تلمبه، فشار دادن سریع یا آهسته چه تفاوتی در گرمای هوا می‌سازه؟
آزمایش رو شروع کنیکی از دو حالت آهسته یا سریع رو انتخاب کن و اجرا رو بزن. حجم در مدل همیشه ده برابر کم می‌شه؛ زمان فشار دادن و فشار واقعی تلمبه حساب نمی‌شن، پس عدد دما رو فقط خروجی همین مدل ساده بخون.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
فشار دادن آهسته
سرعت فشرده‌سازی رو روی آهسته بذار و اجرا کن. دمای نهایی و افزایش دما رو ببین.
حدست چیه؟ وقتی بخشی از گرما به دیواره راه پیدا کنه، هوا به دمای آدیاباتیک می‌رسه؟
توضیح نتیجه رو ببین
مدل دمای نهایی رو حدود ۴۷۰٫۲ کلوین، یعنی ۱۹۷ درجه‌ی سلسیوس، و افزایش دما رو حدود ۱۷۷ کلوین می‌ده. حالت آهسته ۴۰٪ از افزایش دمای ایده‌آل رو نگه می‌داره؛ این درصد یک فرض ثابت برنامه است.
همان فشرده‌سازی، اما سریع
سرعت رو از آهسته به سریع تغییر بده و دوباره اجرا کن.
حدست چیه؟ کدام حالت به دمای آدیاباتیک نزدیک‌تر می‌شه؟
توضیح نتیجه رو ببین
خروجی سریع حدود ۶۹۹٫۲ کلوین، یا ۴۲۶ درجه‌ی سلسیوس، و افزایش دما حدود ۴۰۶ کلوینه؛ از حالت آهسته بالاتره. مدل، دمای آدیاباتیک رو با ضریب ۰٫۹۵ ضرب می‌کنه تا این مقدار رو بسازه.
با حد آدیاباتیک مقایسه کن
حالت سریع رو انتخاب کن. با دمای آغازین ۲۹۳ کلوین، نسبت حجم ۱۰ و توان گاما منهای یک، دمای آدیاباتیک رو از فرمول حساب کن و با کارت بسنج.
حدست چیه؟ آیا خروجی سریع دقیقاً همان دمای آدیاباتیک ایده‌آله؟
توضیح نتیجه رو ببین
فرمول آدیاباتیک حدود ۷۳۶ کلوین می‌ده، اما کارت حالت سریع حدود ۶۹۹ کلوینه؛ پس خروجی مدل با حد ایده‌آل یکی نیست. در این مدل، ۹۵٪ دمای مطلق آدیاباتیک به کار می‌ره، نه ۹۵٪ افزایش دما.
پشت این حرکت چه خبره؟
فشرده‌سازی آدیاباتیک
T_ad = T_i*(V_i/V_f)^(gamma-1)
اگر در حین فشردن، گرما فرصت خروج نداشته باشه، کار روی گاز دمای اون رو بالا می‌بره. برای گاز ایده‌آل و نسبت گرمای ویژه‌ی هوا، دمای نهایی به نسبت حجم وابسته است.
در حالت آهسته بخشی از گرما می‌ره
T_slow = T_i+0.4*(T_ad-T_i)
اگر فشردن آهسته‌تر باشه، هوا زمان بیشتری برای تبادل گرما با دیواره و محیط داره و افزایش دما کمتر می‌شه. در این ویجت، مقدار باقی‌مانده ۴۰٪ از افزایش آدیاباتیک انتخاب شده؛ این ضریب از آزمایش یا زمان واقعی به دست نمی‌آد.
حالت سریع چه‌قدر ایده‌آله؟
T_fast = 0.95*T_ad
حالت سریع قرار است به فشرده‌سازی آدیاباتیک نزدیک باشه، اما مدل دمای مطلق آدیاباتیک رو در ۰٫۹۵ ضرب می‌کنه. این با کم کردن ۵٪ از افزایش دما فرق داره؛ برای همین از آن به‌عنوان پیش‌بینی دقیق یک تلمبه‌ی واقعی استفاده نکن.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا با سریع فشار دادن تلمبه، هوا داغ‌تر می‌شه؟
در فشار دادن سریع، هوا فرصت کم‌تری برای پس دادن گرما به دیواره داره؛ کار روی گاز بیش‌تر به افزایش دماش می‌رسه. مدل هم برای حالت سریع دمای بالاتری از آهسته می‌ده، اما ضریب‌هاش فرض‌های آموزشی‌اند و نتیجه‌ی تلمبه‌ی واقعی رو پیش‌بینی نمی‌کنن.
سؤال‌های رایج
چرا فشرده کردن هوا دماش رو بالا می‌بره؟
برای فشردن گاز باید روی آن کار انجام بدی. اگر گرما هم‌زمان بیرون نره، انرژی درونی گاز بالا می‌ره و دماش افزایش پیدا می‌کنه؛ این حالت آدیاباتیک نام داره.
آیا حالت آهسته دقیقاً ۴۰٪ گرما رو نگه می‌داره؟
عدد ۴۰٪ فقط ضریب ثابت مدل برای بخشی از افزایش دمای ایده‌آله؛ از تلمبه‌ی واقعی اندازه‌گیری نشده و با زمان یا جنس دیواره تغییر نمی‌کنه.
حالت سریع ۹۵٪ افزایش دمای آدیاباتیک رو می‌ده؟
نه دقیقاً. مدل دمای نهایی آدیاباتیک رو در ۰٫۹۵ ضرب می‌کنه؛ این با ضرب کردن فقط افزایش دما در ۰٫۹۵ یکی نیست. اختلافش رو در آزمایش سوم حساب کن.
می‌تونم نسبت فشرده‌سازی رو عوض کنم؟
نه. مدل نسبت اولیه به نهایی رو همیشه ۱۰ به ۱ می‌گیره و برای حجم یا فشار اسلایدر جداگانه نداره.