Termodinamica
Riscaldamento isobaro
Calore a P costante: il gas si espande e compie lavoro.
Riscaldamento isobaro — simulazione interattiva (Termodinamica). Calore a P costante: il gas si espande e compie lavoro. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Riscaldamento isobaro
Calore a P costante: il gas si espande e compie lavoro.
A pressione costante, scaldare un gas ideale forza l'espansione, così il gas può compiere lavoro sull'ambiente mentre la temperatura sale. Dal primo principio, Q = ΔU + W; parte del calore assorbito solleva l'energia interna e parte paga il lavoro di espansione.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
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
Un gas è riscaldato a pressione costante e si espande (isobaro). Se lo lasci espandere a un volume finale maggiore, il gas compie più lavoro sull'ambiente?
Previsioni da valutare
- Un volume finale maggiore significa meno lavoro del gas.
- Il lavoro non dipende dal volume finale.
- Un volume finale maggiore significa più lavoro del gas.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Volume finale V₂ (L)
Cosa misuri:
- Lavoro del gas W_gas (J)
- Temperatura finale T₂ (K)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset riscaldamento isobaro e premi Reimposta. 1 mol di gas parte a 24.9 L, 300 K, a pressione costante.
- Attiva la lettura della temperatura finale sulla camera.
- Imposta il volume finale per ogni prova e registra temperatura finale e lavoro compiuto.
Equazione che governa
Lavoro isobaro — W = P·ΔV
A pressione costante, il lavoro compiuto da un gas in espansione è semplicemente pressione per variazione di volume: W_gas = P·ΔV — l'area di un rettangolo sotto una linea orizzontale su un diagramma P-V.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola W_gas = P₁(V₂ − V₁) usando P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, poi T₂ = T₁·V₂/V₁. Confronta entrambi con la tabella.
- Spiega, usando W_gas = P·ΔV, perché una variazione di volume maggiore alla stessa pressione costante significa più lavoro compiuto dal gas.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- La tua retta T₂ contro V₂ è la legge di Charles: a pressione costante, volume e temperatura assoluta sono direttamente proporzionali. Spiega perché segue direttamente da PV = nRT quando P è tenuto fisso.
- Parte del calore aggiunto durante il riscaldamento isobaro va in lavoro (espansione) e parte in energia interna. Quale riceve più calore aggiunto per un gas monoatomico (f = 3): il termine di lavoro o quello di energia 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
- Benvenuto al riscaldamento isobaro
- Seleziona la camera
- Premi Play
- Riscaldamento a P costante
- Apri il pannello Proprietà
- Ce l'hai fatta!
Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.
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