Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Algodoo som ett verktyg vid undervisning av kinetisk gasteori
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Physics, Department of Physics and Astronomy, Physics Didactics.
2018 (Swedish)Independent thesis Advanced level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Simuleringar har visat sig vara ett användbart hjälpmedel inom fysikundervisningen, främst inom områden som är svåra att observera. Eftersom kinetisk gasteori är ett sådant område har det i den här uppsatsen undersökts hur användbart programmet Algodoo är för att simulera termodynamiska processer och på så sätt studera vad som sker i en gas. Det visade sig att isobara, isokora och adiabatiska processer är meningsfulla att simulera i Algodoo, där det tydligt går att visualisera hur bland annat partiklarnas kinetiska energi, volymen av behållaren och trycket förändras i dessa processer, medan en isoterm process var något begränsad i utförandet.

När simuleringar av gaser genomförs i Algodoo uppstår en svängningsrörelse och systemet visar sig motsvara en Helmholtz resonator. Ekvationen för Helmholtz resonansfrekvens, som utgår från ideala gaser i tre dimensioner, skrivs om för att passa det tvådimensionella Algodoo, för att sedan användas till att undersöka hur de olika parametrarna i ekvationen påverkar systemet. Även den ideala gaslagen skrivs om för att passa ett tvådimensionellt system och beräkningar utförs även här för att undersöka hur väl värden i Algodoo stämmer överens med teoretisk beräknade värden. Den största felkällan vid beräkningar med värden från Algodoo visar sig vara det faktum att gaser som simuleras i programmet inte är helt ideala med avseende på att partiklarna inte är punktpartiklar utan upptar en viss volym.

Abstract [en]

It has been showed that simulations are a useful tool in physics education, especially in parts of physics that are hard to observe. Since kinetic gas theory is one of those parts, it has in this project been investigated how Algodoo can be used to simulate thermodynamic processes and to study what happens in a gas. Isobaric, isochoric and adiabatic processes turned out to be useful to simulate in Algodoo, where it is easy to visualize how for example the particles kinetic energy, the volume of the container and the pressure changes in these processes, while isothermal processes were partly limited in the performance.

When simulations of gases are made in Algodoo an oscillation arise and the system turns out to correspond to a Helmholtz resonator. The equation of Helmholtz resonance frequency, which is made for ideal gases in three dimensions, is rewritten to match the two dimensional Algodoo. This equation is then used to examine how the parameters of the equation influence the system. The ideal gas law is also rewritten to match a two-dimensional system and calculations are made to examine how values in Algodoo matches theoretical calculated values. The errors in the calculations using values from Algodoo mostly are because of that gases in Algodoo not are completely ideal because of the sizes of the particles.

Place, publisher, year, edition, pages
2018.
Series
FYSAST ; FYSPROJ1100
Keywords [sv]
fysik, kinetisk, gasteori, algodoo, gas, pedagogik, simulering
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-354562OAI: oai:DiVA.org:uu-354562DiVA, id: diva2:1221708
Educational program
Upper Secondary School Teacher Education Programme
Supervisors
Examiners
Available from: 2018-06-28 Created: 2018-06-20 Last updated: 2018-06-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3178 kB)23 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3178 kBChecksum SHA-512
a17b82e10422c778610a959f51667edb20b8aa6ee16a0dc5481ea3f3f6226e161231cc3831ac0b1f9e956a672d8e5ae924136c7bc7f98bdd8962633d08d9e16e
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Östlund, Stina
By organisation
Physics Didactics
Physical Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 23 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 70 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf