Termodinâmica
Aquecimento isobárico
Aqueça a P constante: o gás expande e realiza trabalho.
Aquecimento isobárico — simulação interativa de Termodinâmica. Aqueça a P constante: o gás expande e realiza trabalho. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
Aquecimento isobárico
Aqueça a P constante: o gás se expande e realiza trabalho.
A pressão constante, aquecer um gás ideal força a expansão de modo que o gás possa realizar trabalho sobre a vizinhança enquanto a temperatura sobe. Pela primeira lei, Q = ΔU + W; parte do calor absorvido eleva a energia interna e parte paga pelo trabalho de expansão.
- W = PΔV
- Q = ΔU + W
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
Um gás é aquecido a pressão constante e se expande (isobárico). Se você deixar que ele se expanda até um volume final maior, o gás realiza mais trabalho nas vizinhanças?
Previsões para pesar
- Um volume final maior significa menos trabalho realizado pelo gás.
- O trabalho realizado não depende do volume final.
- Um volume final maior significa mais trabalho realizado pelo gás.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Volume final V₂ (L)
O que você mede:
- Trabalho realizado pelo gás W_gas (J)
- Temperatura final T₂ (K)
Como funciona a investigação
- Abra o preset de aquecimento isobárico e pressione Redefinir. 1 mol de gás começa em 24.9 L, 300 K, a pressão constante.
- Habilite a leitura da temperatura final na câmara.
- Defina o volume alvo (final) para cada ensaio e registre a temperatura final e o trabalho realizado.
Equação governante
Trabalho Isobárico — W = P·ΔV
A pressão constante, o trabalho realizado por um gás em expansão é simplesmente a pressão vezes a variação de volume: W_gas = P·ΔV — a área de um retângulo sob uma linha horizontal em um diagrama P-V.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule W_gas = P₁(V₂ - V₁) usando P₁ = nRT₁/V₁ = 100 kPa, então T₂ = T₁·V₂/V₁. Compare ambos com a tabela.
- Explique, usando W_gas = P·ΔV, por que uma maior variação de volume na mesma pressão constante significa mais trabalho realizado pelo gás.
Onde isso aparece além do laboratório
- Sua linha T₂-vs-V₂ é a Lei de Charles: a pressão constante, o volume e a temperatura absoluta são diretamente proporcionais. Explique por que isso decorre diretamente de PV = nRT quando P é mantido fixo.
- Parte do calor adicionado durante o aquecimento isobárico vai para trabalho (expansão) e parte para energia interna. Qual deles recebe mais calor adicionado para um gás monoatômico (f = 3): o termo de trabalho ou o termo de 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
- Bem-vindo ao aquecimento isobárico
- Selecione a câmara
- Pressione Reproduzir
- Aquecimento a P constante
- Abra o Inspetor
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
Abrir laboratório interativo →
Baixe a planilha do laboratório →