Termodinámica
Sandbox de gas ideal
Cambia n, V y T y observa cómo P sigue PV = nRT.
Sandbox de gas ideal — simulación interactiva de Termodinámica. Cambia n, V y T y observa cómo P sigue PV = nRT. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Ley de los gases ideales
Cambia n, V y T y observa cómo P sigue PV = nRT.
La ley de los gases ideales combina las leyes de Boyle, Charles y Avogadro en una sola ecuación de estado. Esta zona de pruebas mantiene la temperatura explícita para que veas cómo sube la presión cuando el volumen se reduce o aumentan los moles. Las colisiones moleculares contra la pared del pistón producen la lectura macroscópica de presión.
- Ecuación de gas ideal PV = nRT
- Energía cinética promedio KE_avg ∝ T
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Se sella una cantidad fija de gas en un recipiente rígido. Si lo calientas, ¿qué pasa con su presión?
Predicciones para pesar
- La presión disminuye a medida que aumenta la temperatura.
- La presión aumenta proporcionalmente con la temperatura.
- La presión no depende de la temperatura.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Temperatura T (K)
Lo que mides:
- Energía interna U (J)
- Presión P (kPa)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de espacio de gas ideal y presione Restablecer. 1 mol de argón llena un volumen fijo de 0.0249 m³.
- Habilite la lectura de presión en la cámara.
- Establezca la temperatura del gas para cada prueba y registre la presión.
Ecuación rectora
Ley de los gases ideales — P = n·R·T / V
Para n moles de gas ideal, la presión, el volumen y la temperatura están vinculados por P·V = n·R·T. Con n y V fijos, la presión aumenta en proporción directa a la temperatura absoluta.
Energía interna de un gas ideal — U = f/2·n·R·T
La energía interna de un gas ideal depende solo de su temperatura (y grados de libertad f), no de la presión o el volumen por separado: U = (f/2)nRT.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule P = nRT/V usando n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), V = 0.0249 m³. Compare con la tabla.
- Explique por qué, para un volumen y una cantidad fijos de gas, la presión y la temperatura absoluta son directamente proporcionales.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- La ley de los gases ideales requiere la temperatura en kelvin, no en Celsius. Explique por qué usar Celsius (que permite valores negativos y cero) rompería la proporcionalidad directa que encontró.
- Su columna de energía interna también crece con la temperatura, a volumen fijo. Explique, usando U = (f/2)nRT, por qué calentar una cantidad fija de gas a volumen constante aumenta tanto su presión como su energía interna a la vez.
- AP Physics 2 — Unit 9: Thermodynamics
- IB Physics — B.3 Gas laws
- General High School Physics — Heat, temperature & gas laws
- NGSS High School Physics — Thermal energy transfer
- ¿Sube o baja?
- Aumenta la temperatura
- Captura la presión
- Abre los datos
- Explica tu evidencia
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
Abrir laboratorio interactivo →
Descargar ficha de laboratorio →