高中 · 热力学第一定律
同样加热，升温为什么不同？
单原子理想气体，初始300K、0.01m³。用同样的热量，分别锁住和放开活塞。
气体活塞：问题从哪里来？
蒸汽机的实践推动了热、功与状态量的研究。相同热量不必带来相同温升，因为能量还可能用于对外做功。
读一段背景，带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
定容Q=nCvΔT；定压Q=nCpΔT，Cv=3R/2、Cp=5R/2。气体对外做功W=∫p dV，Q=ΔU+W。
固定哪些量？改变哪个量？列出两组数值，写出关系，再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想，一般证明需要理由。
先预测，再用证据解释
把这次发现，留给下次的自己
活塞做功的能量从哪一笔账支出？
换个条件，再试一次
不输入热量时，温度变化从何而来？
看哪里？
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件，二维、三维和读数来自同一状态；尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组，第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存；文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录；请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识热力学第一定律涉及的量与单位：物质的量（mol）、过程（无量纲）、已输入热量（J）。高中为内容层次提示，未核对具体教材。
先看现象：用同样的热量，分别锁住和放开活塞。
再做定量：保持其他条件，比较过程与气体温度（K），再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
定容Q=nCvΔT；定压Q=nCpΔT，Cv=3R/2、Cp=5R/2。气体对外做功W=∫p dV，Q=ΔU+W。
对照核验提示：锁住活塞：定容加热500 J；放开活塞：准静态定压加热500 J。按这些题设自己操作并比较气体温度，不把参考情景当个人完成。
适用范围：单原子理想气体，初温300K、初体积0.01m³。准静态过程，Q=ΔU+W；动画活塞位移为示意。 定容时活塞不移动；改变物质的量仍会改变温度和压强。
OpenStax · University Physics 2（延伸阅读；链接和公式适用性尚需逐项外部复核） ↗
本页为模型探索，未认证具体教材章节；真实学生和教师反馈尚待推广后收集。