Termodinamica
Sandbox del gas perfetto
Cambia n, V e T e osserva P seguire PV = nRT.
Sandbox del gas perfetto — simulazione interattiva (Termodinamica). Cambia n, V e T e osserva P seguire PV = nRT. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Legge dei gas perfetti
Cambia n, V e T e osserva P seguire PV = nRT.
La legge dei gas perfetti unisce le leggi di Boyle, Charles e Avogadro in un'unica equazione di stato. Questa sandbox mantiene esplicita la temperatura, così vedi la pressione salire quando il volume si restringe o crescono le moli. Le collisioni molecolari sulle pareti dello stantuffo producono la lettura macroscopica di pressione.
- PV = nRT
- KE_avg ∝ T
Sintesi dell'indagine
Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio
La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.
Domanda guida
Una quantità fissa di gas è sigillata in un contenitore rigido. Se la scaldi, cosa succede alla pressione?
Previsioni da valutare
- La pressione scende al salire della temperatura.
- La pressione cresce proporzionalmente alla temperatura.
- La pressione non dipende dalla temperatura.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Temperatura T (K)
Cosa misuri:
- Energia interna U (J)
- Pressione P (kPa)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset sandbox del gas perfetto e premi Reimposta. 1 mol di argon riempie un volume fisso di 0.0249 m³.
- Attiva la lettura di pressione sulla camera.
- Imposta la temperatura del gas per ogni prova e registra la pressione.
Equazione che governa
Legge dei gas perfetti — P = n·R·T / V
Per n moli di gas ideale, pressione, volume e temperatura sono vincolati insieme da P·V = n·R·T. A n e V fissi, la pressione sale in proporzione diretta alla temperatura assoluta.
Energia interna di un gas perfetto — U = f/2·n·R·T
L'energia interna di un gas ideale dipende solo dalla sua temperatura (e dai gradi di libertà f), non separatamente da pressione o volume: U = (f/2)nRT.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola P = nRT/V usando n = 1 mol; R = 8.314 J/(mol·K); V = 0.0249 m³. Confronta con la tabella.
- Spiega perché, a volume e quantità di gas fissi, pressione e temperatura assoluta sono direttamente proporzionali.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- La legge dei gas perfetti esige la temperatura in kelvin, non in Celsius. Spiega perché usare Celsius (che ammette valori negativi e zero) romperebbe la proporzionalità diretta che hai trovato.
- Anche la tua colonna dell'energia interna cresce con la temperatura, a volume fisso. Spiega, usando U = (f/2)nRT, perché scaldare una quantità fissa di gas a volume costante aumenta insieme la sua pressione e la sua energia interna.
- 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
- Su o giù?
- Alza la temperatura
- Cattura la pressione
- Apri i dati
- Spiega le tue prove
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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