Termodinàmica
Escalfament isobar
Escalfa a P constant: el gas s'expandeix i fa treball.
Escalfament isobar — simulació interactiva de Termodinàmica. Escalfa a P constant: el gas s'expandeix i fa treball. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Escalfament isobar
Escalfa a P constant: el gas s'expandeix i fa treball.
A pressió constant, escalfar un gas ideal força l'expansió perquè el gas pugui fer treball sobre l'entorn mentre la temperatura puja. Per la primera llei, Q = ΔU + W: part de la calor absorbida puja l'energia interna i part paga el treball d'expansió.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un gas s'escalfa a pressió constant, i per tant s'expandeix (isobar). Si el deixes expandir fins a un volum final més gran, el gas fa més treball sobre l'entorn?
Prediccions a valorar
- Un volum final més gran significa menys treball fet pel gas.
- El treball fet no depèn del volum final.
- Un volum final més gran significa més treball fet pel gas.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Volum final V₂ (L)
El que tu mesures:
- Treball fet pel gas W_gas (J)
- Temperatura final T₂ (K)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Escalfament isobar» i prem Restableix. 1 mol de gas comença a 24.9 L, 300 K, a pressió constant.
- Activa la lectura de temperatura final a la cambra.
- Defineix el volum objectiu (final) per a cada prova i enregistra la temperatura final i el treball fet.
Equació governant
Treball isobar — W = P·ΔV
A pressió constant, el treball fet per un gas que s'expandeix és simplement pressió per canvi de volum: W_gas = P·ΔV — l'àrea d'un rectangle sota una línia horitzontal en un diagrama P-V.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula W_gas = P₁(V₂ − V₁) amb P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, i després T₂ = T₁·V₂/V₁. Compara totes dues amb la taula.
- Explica, amb W_gas = P·ΔV, per què un canvi de volum més gran a la mateixa pressió constant significa més treball fet pel gas.
On apareix això més enllà del laboratori
- La teva línia T₂-contra-V₂ és la llei de Charles: a pressió constant, volum i temperatura absoluta són directament proporcionals. Explica per què això es deriva directament de PV = nRT quan P queda fixa.
- Part de la calor que afegeixes durant l'escalfament isobar va a treball (expansió) i part a energia interna. Quina se'n emporta més per a un gas monoatòmic (f = 3): el terme de treball o el d'energia interna?
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.4 Thermodynamics
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- Benvingut a Escalfament isobar
- Selecciona la cambra
- Prem Reprodueix
- Escalfament a P constant
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →