Voorbeelden: Thermodynamica
Nieuw in SimuFysica (versie 2020): Mengen door diffusie gebeurt spontaan terwijl we nooit een mengsel spontaan zien ontmengen. Een klassiek voorbeeld van entropietoename. Met deze simulatie kunt u de entropieverandering volgen in de tijd terwijl twee verschillende gassen gaan mengen via diffusie. Het aantal deeltjes in de afzonderlijke kamers is in te stellen tussen 1 en 500. Vooral bij een zeer klein aantal deeltjes per kamer (<5) is soms een tijdelijke afname in entropie waar te nemen aangezien dit statistisch waarschijnlijk is. Echter, zien we dat bij meer dan 10 deeltjes dit al zelden voorkomt, laat staan bij een mol deeltjes. Het statistische karakter van entropie wordt hiermee duidelijk gemaakt. Hoe hard is de 2e hoofdwet van de thermodynamica? Neemt entropie altijd toe? Oordeelt u zelf.
Met deze simulatie wordt adiabatische expansie vanuit de individuele deeltjes geïllustreerd. U kunt zelf kiezen of dat het expanderende gas zich aan één kant van een gesloten cilinder bevindt, of dat er een zuiger is. Ook kunt u kiezen of er nog een ander gas aanwezig is. De temperatuur van het expanderende gas zal alleen dalen als het arbeid kan verrichten op de omgeving. In de simulatie zie je de temperatuur van het gas terwijl het gas expandeert. U kunt zelf kiezen waartegen het gas moet expanderen (niets, een gas, een zuiger of een zuiger én gas).
Deeltjes in een ideaal gas botsen volledig elastisch. In deze simulatie kunt u zien hoe de gemiddelde vrije weglengte en de snelheidsverdeling veranderen over tijd. U kunt het aantal deeltjes instellen, maar ook de temperatuur, molaire massa van de deeltjes en de snelheidsverdeling die de deeltjes hebben aan het begin van de simulatie. Interessant om te zien is hoe de snelheidsverdeling altijd weer herstelt naar de klassieke Maxwell-Boltzmann verdeling.
Deze wat aparte simulatie kan worden gebruikt om te demonstreren hoe de wanorde van een systeem altijd toeneemt. Slechts in heel bijzondere gevallen zullen deeltjes na verloop van tijd weer terugkeren in hun oorspronkelijke positie. Maar zijn die omstandigheden wel realistisch? Maak zelf de situatie realistischer door botsingen toe te staan en/of breed spectrum aan beginsnelheden toe te staan. Is het systeem dan nog steeds reversibel?
Deze simulatie lost de wetten van Fick op om hiermee de diffusie van stoffen in een vloeistof te demonstreren. Diffusie is een zeer traag proces, dus het is daarom mogelijk om de tijd wat te versnellen. in te stellen zijn verder o.a. de grootte van de deeltjes die diffunderen, de viscositeit van de vloeistof en de temperatuur. Goed te combineren met een echt experiment!
Dit is niet echt een simulatie maar meer een hulpmiddel om in het pV diagram een willekeurig kringproces te tekenen en door te rekenen. Het kringproces kan bestaan uit been willekurig aantal stappen en kan worden opgebouwd uit isobaren, isochoren, isothermen en adiabaten. Wanneer de kring gesloten is wordt een apart venster geopend met per stap de veranderingen in interne energie, toegevoerde warme en de verrichte arbeid. Ook de toegevoerde warmte en verrichte arbeid van het gehele kringproces wordt berekend.
Met deze app kan voor zes verschillende soorten gassen het Van der Waals fasediagram worden getekend. In dit fasediagram kunt u isothermen laten tekenen via de ideale gaswet en/of via de Van der Waals vergelijking. Hiermee kan het verschil tussen een ideaal gas en een Van der Waals gas goed zichtbaar worden gemaakt. Zo zullen de isothermen bij een Van der Waals gas zal onder een kritische temperatuur een faseovergang laten zien naar de vloeibare fase.