Termodinamica
Compressione isoterma
Comprimi a T costante: ΔU = 0, quindi Q = W.
Compressione isoterma — simulazione interattiva (Termodinamica). Comprimi a T costante: ΔU = 0, quindi Q = W. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.
Trasformazione isoterma
Comprimi a T costante: ΔU = 0, quindi Q = W.
Durante un processo isoterma l'energia interna di un gas ideale dipende solo dalla temperatura, quindi ΔU = 0. Qualsiasi lavoro compiuto sul gas deve uscire come calore verso il serbatoio. Guarda la curva P–V seguire PV = costante mentre il pistone si muove.
- ΔU = 0
- Q = 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 compresso a volume minore mantenendo la temperatura costante (isoterma). Serve più lavoro per comprimerlo oltre?
Previsioni da valutare
- Comprimere a un volume finale minore richiede meno lavoro.
- Comprimere a un volume finale minore richiede più lavoro (W_gas più negativo).
- Il lavoro è lo stesso qualunque sia il volume finale.
Ruoli delle variabili
Cosa imposti tu:
- Volume finale V₂ (L)
Cosa misuri:
- Lavoro del gas W_gas (J)
Come si svolge l'indagine
- Apri il preset compressione isoterma e premi Reimposta. 1 mol di gas parte a 49.9 L, 300 K.
- Attiva la lettura del lavoro compiuto sul gas.
- Imposta il volume finale per ogni prova e registra il lavoro compiuto dal gas.
Equazione che governa
Primo principio della termodinamica — ΔU = Q − W
La variazione di energia interna è uguale al calore fornito meno il lavoro compiuto dal gas: ΔU = Q − W. Per un processo isoterma di gas ideale, ΔU = 0, quindi tutto il lavoro compiuto sul gas esce come calore.
Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti
- Per una prova, calcola W_gas = nRT·ln(V₂/V₁) usando n = 1 mol; R = 8.314 J/(mol·K); T = 300 K. Confronta con la tabella.
- W_gas è negativo in ogni prova. Spiega cosa significa fisicamente un valore negativo per un gas compresso, e perché comprimere a V₂ minore rende W_gas più negativo.
Dove si ritrova fuori dal laboratorio
- Poiché ΔU = 0 per qualunque processo isoterma (la temperatura non cambia), il primo principio dice anche qui Q = W_gas. Durante questa compressione il calore fluisce dentro o fuori dal gas? Spiega usando la tua convenzione dei segni.
- Per mantenere il gas a temperatura costante comprimendolo, gli esperimenti reali richiedono un serbatoio termico a contatto col cilindro. Spiega perché la compressione riscalderebbe il gas senza quel serbatoio.
- 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 alla compressione isoterma
- Seleziona la camera
- Premi Play
- Compressione a T 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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