Termodinámica
Compresión isotérmica
Comprime a T constante: ΔU = 0, así que Q = W.
Compresión isotérmica — simulación interactiva de Termodinámica. Comprime a T constante: ΔU = 0, así que Q = W. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Proceso isotermo
Comprime a T constante: ΔU = 0, así que Q = W.
Durante un proceso isotérmico, la energía interna de un gas ideal depende solo de la temperatura, por lo que ΔU = 0. Todo el trabajo realizado sobre el gas debe salir como calor hacia el depósito. Observa cómo la curva P–V sigue PV = constante mientras se mueve el pistón.
- Energía interna = constante
- Calor = trabajo
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
Un gas se comprime a un volumen menor mientras su temperatura se mantiene constante (isotermal). ¿Se requiere más trabajo para comprimirlo más?
Predicciones para pesar
- Comprimir a un volumen final más pequeño requiere menos trabajo.
- Comprimir a un volumen final más pequeño requiere más trabajo (una Wgas más negativa).
- El trabajo necesario es el mismo sin importar el volumen final.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Volumen final V₂ (L)
Lo que mides:
- Trabajo realizado por el gas W_gas (J)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el preajuste de compresión isotérmica y presione Restablecer. 1 mol de gas comienza en 49.9 L, 300 K.
- Habilite la lectura del trabajo realizado con gas.
- Establezca el volumen objetivo (final) para cada prueba y registre el trabajo realizado por el gas.
Ecuación rectora
Primera ley de la termodinámica — ΔU = Q − W
El cambio de energía interna es igual al calor agregado menos el trabajo realizado por el gas: ΔU = Q − W. Para un proceso isotérmico con gas ideal, ΔU = 0, por lo que todo el trabajo realizado sobre el gas sale en forma de calor.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) usando n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K. Compare con la tabla.
- W_gas es negativo en todos los ensayos. Explique qué significa físicamente un valor negativo para un gas que se está comprimiendo y por qué comprimirlo a un V₂ más pequeño hace que W_gas sea más negativo.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Dado que ΔU = 0 para cualquier proceso isotérmico (la temperatura no cambia), la primera ley también dice aquí Q = W_gas. ¿Fluye calor hacia adentro o hacia afuera del gas durante esta compresión? Explique usando su convención de signos.
- Para mantener el gas a temperatura constante mientras se comprime, los experimentos reales necesitan un depósito de calor en contacto con el cilindro. Explique por qué la compresión calentaría el gas si ese depósito no estuviera allí.
- 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 a la compresión isoterma
- Selecciona la cámara
- Pulsa Reproducir
- Compresión a T constante
- Abre el panel de estudio
- ¡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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