🌡️

Термодинаміка та Двигуни

Від молекулярного руху та розподілу Максвелла до теплопровідності та двигунів — відкрийте термодинаміку через живі симуляції.

10+ симуляцій Canvas 2D · WebGL Heat · Gas · Entropy

Симуляції категорії

Each simulation runs fully in the browser — no server, no installation

🔥
★★☆ Середнє Популярне
Теплопровідність
Watch temperature diffuse across a 2-D plate solved by finite differences. Draw hot and cold regions with your mouse, set boundary conditions, and measure steady-state isotherms in real time.
Heat Equation Finite Differences Canvas 2D
💨
★☆☆ Легке
Ideal Gas & Maxwell–Boltzmann
A box of elastic hard-sphere molecules. Adjust temperature and volume; the live histogram of molecular speeds converges to the Maxwell–Boltzmann distribution. Observe Boyle's and Charles's laws directly.
Kinetic Theory Maxwell-Boltzmann PVT
⚙️
★★☆ Середнє Нове
Carnot Engine Cycle
Step through isothermal expansion, adiabatic expansion, isothermal compression and adiabatic compression. The P–V diagram traces in real time; compare your engine's efficiency to the Carnot limit.
Carnot Cycle PV Diagram Entropy
🌊
★★☆ Середнє Нове
Convection Cells
Rayleigh–Bénard convection arises when a fluid layer is heated from below: buoyancy drives rising plumes while cool fluid sinks. Adjust the Rayleigh number and track beautiful roll-cell patterns.
Rayleigh-Bénard Navier-Stokes Buoyancy
❄️
★★☆ Середнє Популярне
Crystallisation & Phase Change
Cellular automaton model of crystal growth: nuclei form and dendrites propagate under a diffusion-limited aggregation mechanism. Tune temperature gradient and supersaturation to control crystal morphology.
Crystallisation DLA Phase Transition
🔥
★★★ Складне Нове
Fire & Combustion
GPU particle system simulating turbulent combustion. Fuel cells ignite neighbours when above activation temperature; hot gases rise via simulated buoyancy. Watch flame fronts propagate and extinguish.
Particles Combustion WebGL
💧
★★★ Складне Нове
Diffusion & Osmosis
Fick's laws of diffusion on a 2-D membrane: solute molecules spread from high to low concentration. Add a semi-permeable barrier to model osmosis and the van't Hoff osmotic pressure equation.
Fick's Laws Diffusion Canvas 2D
♨️
★★☆ Середнє Нове
Пара та Конденсація
Симуляція частинок водяної пари, що охолоджується та конденсується. Центри нуклеації ініціюють ріст крапель; змінюй тиск, щоб керувати точкою роси.
Конденсація Нуклеація Частинки
⚛️
★★★ Складне
Молекулярна Динаміка
Потенціал Леннарда-Джонса між N атомами. Спостерігай, як температура спричиняє фазові переходи: тверде тіло → рідина → газ. Вимірюй тиск і кінетичну енергію в реальному часі.
Леннард-Джонс N-тіло Canvas 2D
🧲
★★★ Складне
Модель Ізінга
2D феромагнетик Ізінга на ґратці: алгоритм Метрополіса перемикає спіни залежно від ΔE та температури. Поблизу точки Кюрі спостерігай зникнення спонтанної намагніченості.
Монте-Карло Фазовий перехід WebGL
🔥
★★☆ Середнє
Теплопровідність
Розв'язуйте 2D рівняння теплопровідності в реальному часі методом FTCS. Малюйте гарячі та холодні джерела й спостерігайте дифузію тепла.
Рівняння теплопровідності FTCS Canvas 2D
⚙️
★★☆ Середнє Нове
Цикл Карно
Анімуйте чотири стадії двигуна Карно на живій P-V діаграмі. Регулюйте температури резервуарів і перевіряйте ефективність η = 1 − Tc/Th.
PV Діаграма Теплова машина Canvas 2D
🔵
★★☆ Середнє Нове
Система Леннарда-Джонса
Симулюйте 2D молекулярну динаміку з потенціалом Леннарда-Джонса. Спостерігайте виникнення газу, рідини та твердого тіла. Термостат Андерсена, пресети фаз, міжмолекулярні зв'язки.
Молекулярна динаміка Фазовий перехід Canvas 2D
🌡️
★★☆ Середнє Нове
Розподіл Максвелла-Больцмана
Пружні молекули у коробці. Жива гістограма швидкостей збігається з теоретичною кривою Максвелла-Больцмана при зміні температури та маси частинок.
Кінетична теорія Статистична механіка Canvas 2D
🌊
★★★ Складне Нове
Конвекція Бенара
2D нестислива рідина з апроксимацією Буссінеска. Спостерігайте, як нагрітий шар рідини утворює конвекційні комірки — гарячий газ піднімається, холодний опускається.
Нав'є-Стокс Конвекція Canvas 2D
🔄
★★☆ Середнє Нове
Двигун Стірлінга
Анімуйте чотири стадії циклу Стірлінга на живій P-V діаграмі. Дослідіть, як регенератор забезпечує ефективність Карно η = 1 − Tc/Th.
PV Діаграма Регенератор Canvas 2D
♨️
★★☆ Середнє Нове
Пар та Конденсація
Молекули пару піднімаються, охолоджуються і конденсуються в краплини за Клаузіус-Клапейроном. Точка роси за формулою Магнуса, адіабатичний градієнт і висота основи хмар.
Клаузіус-Клапейрон Точка роси Canvas 2D
🧱
★★☆ Середній Нове
Острів Тепла
Малюйте міську сітку асфальтом, бетоном, газоном, водою і деревами. Спостерігайте за тепловою картою в реальному часі — міста на 5–12 °C тепліші за зелені зони.
Рівняння теплопровідності Острів тепла Canvas 2D
🌡️
★★☆ Середній Нове
Випромінювання чорного тіла
Досліджуйте закон Планка в діапазоні 500–30 000 К. Спостерігайте за зміщенням піку Відена від інфрачервоного до ультрафіолетового — від червоних карликів до блакитних гігантів.
Закон Планка Закон Відена Спектр
💨
Нове ★★☆ Середній
Розподіл Максвелла-Больцмана
Симулюйте пружні молекули ідеального газу і спостерігайте, як гістограма розподілу швидкостей в реальному часі збігається з теоретичною кривою Максвелла-Больцмана.
Кінетична теорія Ідеальний газ Статистична механіка

Пов\'язані статті

Theory and mathematics behind thermodynamic simulations

Article Heat Transfer: Conduction, Convection, Radiation Fourier’s law, Newton’s cooling, Stefan–Boltzmann radiation and the 2D heat equation solved with finite differences. → Article Wave Equation & Diffusion The diffusion equation as a special case; finite-difference schemes, stability criterion and boundary conditions. → Article Maxwell–Boltzmann Distribution Statistical mechanics of an ideal gas: speed distribution, mean free path, entropy and the Second Law. →

Всі категорії

Про Симуляції Термодинаміки

Теплота, ентропія, фазові переходи та статистична механіка

Симуляції термодинаміки моделюють поведінку тепла, роботи та ентропії. Від ідеального газу та циклів Карно до статистичної механіки ансамблів — кожна симуляція показує зв’язок між температурою та молекулярним рухом.

Фазові діаграми візуалізують переходи між станами. Модель Ізінга демонструє магнітний фазовий перехід та критичну температуру. Рівняння стану описують поведінку реальних газів.

Кожна симуляція побудована з акцентом на точність. Термодинамічні моделі базуються на законах термодинаміки та статистичній механіці Больцмана.

Ключові Концепції

Теми та алгоритми, які ви досліджуєте в цій категорії

Ідеальний ГазPV = nRT та кінетична теорія газів
Цикл КарноМаксимальний ККД η = 1 − Tc/Th
ТеплопровідністьЗакон Фур'є: q = −k∇T та скінченні різниці
Максвелл-БольцманФункція розподілу швидкостей молекул газу
Ентропія та Другий ЗаконНезворотні процеси та генерація ентропії
Фазові ПереходиМодель Ізінга, критична температура та параметр порядку

🌡️ Перевір свої знання з термодинаміки

5 запитань — ентропія, цикл Карно та кінетична теорія

Часті Запитання

Поширені запитання про цю категорію симуляцій

Які теми термодинаміки симулюються?
Кінетична теорія ідеального газу (розподіл Максвелла-Больцмана), PV-цикл двигуна Карно, теплопровідність (закон Фур'є МСР), ентропія в незворотному змішуванні, фазовий перехід моделі Ізінга та конвективний теплообмін.
Як працює симуляція Максвелла-Больцмана?
Сотні дисків молекул газу пружно відбиваються у коробці. Їх розподіл за швидкостями вимірюється в реальному часі та порівнюється з теоретичною кривою Максвелла-Больцмана, показуючи, як температура контролює ширину розподілу.
Що показує модель Ізінга?
2D-модель Ізінга симулює магнітні спіни на сітці, які прагнуть вирівнятися з сусідами. Нижче критичної температури Tc (точки Кюрі) виникає спонтанне намагнічення — фазовий перехід від безладу до порядку.