Termodinàmica
Compressió isoterm
Comprimeix a T constant: ΔU = 0, per tant Q = W.
Compressió isoterm — simulació interactiva de Termodinàmica. Comprimeix a T constant: ΔU = 0, per tant Q = W. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Procés isoterm
Comprimeix a T constant: ΔU = 0, per tant Q = W.
Durant un procés isoterm l'energia interna d'un gas ideal només depèn de la temperatura, per tant ΔU = 0. Tot el treball fet sobre el gas ha de sortir com a calor cap al dipòsit. Mira com la corba P–V segueix PV = constant mentre es mou el pistó.
- ΔU = 0
- Q = 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 es comprimeix fins a un volum més petit mantenint-ne la temperatura constant (isoterm). Cal més treball per comprimir-lo més?
Prediccions a valorar
- Comprimir fins a un volum final més petit requereix menys treball.
- Comprimir fins a un volum final més petit requereix més treball (un Wgas més negatiu).
- El treball necessari és el mateix sigui quin sigui el volum final.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Volum final V₂ (L)
El que tu mesures:
- Treball fet pel gas W_gas (J)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Compressió isoterm» i prem Restableix. 1 mol de gas comença a 49.9 L, 300 K.
- Activa la lectura de treball fet sobre el gas.
- Defineix el volum objectiu (final) per a cada prova i enregistra el treball fet pel gas.
Equació governant
Primera llei de la termodinàmica — ΔU = Q − W
El canvi d'energia interna iguala la calor afegida menys el treball fet pel gas: ΔU = Q − W. Per a un procés isoterm de gas ideal, ΔU = 0, de manera que tot el treball fet sobre el gas surt com a calor.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) amb n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Compara-ho amb la taula.
- W_gas és negatiu a cada prova. Explica què significa físicament un valor negatiu per a un gas que es comprimeix, i per què comprimir fins a un V₂ més petit fa W_gas més negatiu.
On apareix això més enllà del laboratori
- Com que ΔU = 0 en tot procés isoterm (la temperatura no canvia), la primera llei diu Q = W_gas aquí també. La calor entra o surt del gas durant aquesta compressió? Explica-ho amb la teva convenció de signes.
- Per mantenir el gas a temperatura constant mentre es comprimeix, els experiments reals necessiten un dipòsit tèrmic en contacte amb el cilindre. Explica per què la compressió escalfaria el gas si aquell dipòsit no hi fos.
- 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 Compressió isoterm
- Selecciona la cambra
- Prem Reprodueix
- Compressió a T 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 →