ページ ID = 060744
ページタイトル 「理想気体と実在気体[sim]」
ページサムネール
 
ページ種別 = トライさせるページ
ページ表現形式 = シミュレーション
ページのねらいおよび解説
    下部の[理想気体][実在気体]ボタンでシミュレーションモデルをそれぞれ切り替えることができる。理想気体に対して、実在気体では、圧力や体積が粒子の振る舞いによって揺らぐこと、状態変化には長く状態遷移時間がかかること、粒子の動きに注目すると粒子同士の衝突や反発が見られ、壁での反射以外でも温度(速度)が伝わっていく様子を観察することができる。
操作方法
:初期状態に戻す。
:理想気体にする。
:実在気体にする。
:一時停止する。
:圧力を上げる。
:圧力を下げる。
:温度を上げる。
:温度を下げる。
:外圧の設定・制御のON/OFFを行う。
:体積可変のON/OFFを行う。(体積を固定した場合は外圧という概念がなくなるため圧力制御はできなくなる。)
:温度の設定・制御のON/OFFを行う。
:グラフを初期化する。
:詳細設定パネルを開く。
詳細設定パネルの使い方
シミュレーション機能の仕様解説
「理想気体と実在気体」では、「圧力一定」「体積一定」「温度一定」の設定ができる。ただし、「圧力一定」とは一定の外圧をかけ続ける外圧制御を意味し、上面の壁を固定する「体積一定」との選択になる。体積一定の場合、外圧は意味を持たないので、圧力の設定自体ができなくなる。
「温度一定」は壁の反射係数のフィードバック制御による温度制御で温浴を実現している。「温度一定」を解除し温度制御を外した場合には、温度の設定値は意味を持たないので、温度の設定自体ができなくなる。
画面右上に表示される気体状態方程式で、制御中のパラメータは青色に表示されており、シミュレーションにおける変数を意味しているわけではない。
このシミュレーションでは、実在気体のシミュレーションと理想気体のシミュレーションを画面下のボタンから切り替えることがでる。実在気体では各粒子は黄色く、理想気体では白く表示される。
実在気体では、圧力や体積が粒子の振る舞いによって揺らぐこと、状態変化には長く状態遷移時間がかかること、粒子の動きに注目すると粒子同士の衝突や反発が見られ、壁での反射以外でも温度(速度)が伝わっていく様子を観察することができる。