Termodinámica
Calentamiento isobárico
Calienta a P constante: el gas se expande y realiza trabajo.
Calentamiento isobárico — simulación interactiva de Termodinámica. Calienta a P constante: el gas se expande y realiza trabajo. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Calentamiento isobárico
Calienta a P constante: el gas se expande y realiza trabajo.
A presión constante, calentar un gas ideal fuerza su expansión para que el gas realice trabajo sobre el entorno mientras sube la temperatura. Según la primera ley, Q = ΔU + W; parte del calor absorbido aumenta la energía interna y parte se destina al trabajo de expansión.
- Trabajo W = PΔV
- Primera ley de termodinámica Q = ΔU + W
Resumen de la investigación
Planifica 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 guía
Un gas se calienta a presión constante, por lo que se expande (isobárico). Si se deja que se expanda hasta un volumen final mayor, ¿el gas realiza más trabajo en su entorno?
Predicciones a evaluar
- Un volumen final mayor significa menos trabajo realizado por el gas.
- El trabajo realizado no depende del volumen final.
- Un volumen final mayor significa más trabajo realizado por el gas.
Roles de las variables
Lo que configuraste:
- Volumen final V₂ (L)
Lo que mides:
- Trabajo realizado por el gas W_gas (J)
- Temperatura final T₂ (K)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de calentamiento isobárico y presione Restablecer. 1 mol de gas comienza en 24.9 L, 300 K, a presión constante.
- Habilite la lectura de temperatura final en la cámara.
- Establezca el volumen objetivo (final) para cada prueba y registre la temperatura final y el trabajo realizado.
Ecuación rectora
Trabajo isobárico — W = P·ΔV
A presión constante, el trabajo realizado por un gas en expansión es simplemente la presión multiplicada por el cambio de volumen: W_gas = P·ΔV, el área de un rectángulo bajo una línea horizontal en un diagrama P-V.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule W_gas = P₁(V₂ − V₁) usando P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, luego T₂ = T₁·V₂/V₁. Compare ambos con la tabla.
- Explique, usando W_gas = P·ΔV, por qué un cambio de volumen mayor a la misma presión constante significa más trabajo realizado por el gas.
Dónde aparece esto más allá del laboratorio
- Su línea T₂-vs-V₂ es la Ley de Charles: a presión constante, el volumen y la temperatura absoluta son directamente proporcionales. Explique por qué esto se sigue directamente de PV = nRT cuando P se mantiene fijo.
- Parte del calor que se agrega durante el calentamiento isobárico se transforma en trabajo (expansión) y parte en energía interna. ¿Cuál obtiene más calor agregado para un gas monoatómico (f = 3): el término de trabajo o el término de energía 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
- Bienvenido al calentamiento isobárico
- Selecciona la cámara
- Pulsa Reproducir
- Calentamiento a P constante
- Abre el panel de propiedades
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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