Termodinàmica
Escalfament isocor
Escalfa a V constant: tota la calor puja l'energia interna.
Escalfament isocor — simulació interactiva de Termodinàmica. Escalfa a V constant: tota la calor puja l'energia interna. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Escalfament isocor
Escalfa a V constant: tota la calor puja l'energia interna.
Amb parets rígides no es pot fer treball (W = 0), per tant la primera llei es redueix a Q = ΔU. Cada joule de calor augmenta directament l'energia cinètica molecular, produint la pujada de temperatura més forta per unitat de calor dels processos bàsics.
- W = 0
- Q = ΔU
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 en un recipient rígid i segellat, de manera que el volum no pot canviar (isocor). Com que el gas no es pot expandir, on va tota la calor afegida?
Prediccions a valorar
- Tota la calor va a energia interna, ja que en volum constant no es fa treball.
- La major part de la calor esdevé treball tot i que el recipient és rígid.
- La calor es reparteix per igual entre treball i energia interna, com en altres processos.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Temperatura final T₂ (K)
El que tu mesures:
- Pressió final P₂ (kPa)
- Calor afegida Q (J)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Escalfament isocor» i prem Restableix. 1 mol de gas és segellat a 0.0249 m³, començant a 300 K.
- Activa les lectures de pressió i calor afegida.
- Defineix la temperatura objectiu (final) per a cada prova i enregistra la pressió final i la calor afegida.
Equació governant
Escalfament isocor i energia interna — U = f/2·n·R·T
En volum constant, un gas no fa treball (W_gas = 0), de manera que cada joule de calor afegida va directament a energia interna: Q = ΔU = (f/2)nRΔT.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula P₂ = nRT₂/V amb n = 1 mol, V = 0.0249 m³, i després Q = (f/2)nR(T₂ − T₁) amb f = 3, T₁ = 300 K. Compara totes dues amb la taula.
- Com que el gas no es pot expandir (W_gas = 0), la primera llei dóna Q = ΔU exactament. Explica per què cada joule de calor afegida apareix enterament com a energia interna aquí, a diferència de l'experiment d'escalfament isobar.
On apareix això més enllà del laboratori
- La teva relació P₂-contra-T₂ és la llei de Gay-Lussac: en volum constant, la pressió és directament proporcional a la temperatura absoluta. Explica per què això es deriva de PV = nRT quan V és fix.
- Una olla a pressió segellada cuina menjar més de pressa en part perquè el vapor atrapat no es pot expandir, i la pressió (i la temperatura) pugen ben per sobre dels 100°C. Fes servir la relació d'aquest experiment per explicar per què un recipient rígid segellat deixa la temperatura pujar més amunt amb la mateixa calor que un d'obert.
- 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 isocor
- Selecciona la cambra
- Prem Reprodueix
- Escalfament a V 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 →