Termodinamică
Destindere izotermă — variație de entropie
Destindere izotermă reversibilă: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
Destindere izotermă — variație de entropie — simulație interactivă de Termodinamică. Destindere izotermă reversibilă: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.
Variație de entropie
Destindere izotermă reversibilă: ΔS = nR ln(V₂/V₁) = Q/T.
Variația de entropie măsoară cât de răspândită devine energia. Într-o destindere izotermă reversibilă, gazul absoarbe căldura Q în timp ce temperatura îi rămâne fixă, iar entropia crește pentru că aceeași energie ocupă un volum mai mare, cu mai multe microstări.
- ΔS = nR ln(V₂/V₁)
- ΔS = Q_rev/T
Rezumat de investigație
Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul
Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.
Întrebare-ghid
Un gaz se destinde izoterm și reversibil spre un volum mai mare. Crește entropia lui, scade sau rămâne aceeași?
Predicții de cântărit
- Entropia scade pe măsură ce gazul se răspândește.
- Entropia rămâne constantă, pentru că procesul este reversibil.
- Entropia crește — gazul are mai multe aranjamente microscopice posibile la volum mai mare.
Rolurile variabilelor
Ce stabilești tu:
- Volumul final V₂ (L)
Ce măsori:
- Căldura schimbată Q (J)
- Variația de entropie ΔS (J/K)
Cum decurge investigația
- Deschide presetarea entropy-isothermal și apasă Resetează. 1 mol de argon pornește la 20 L, 300 K.
- Activează citirile căldurii schimbate și variației de entropie.
- Setează volumul țintă (final) pentru fiecare încercare și înregistrează căldura schimbată și variația de entropie.
Ecuația guvernantă
Variația de entropie într-un proces izoterm reversibil — ΔS = Q/T
Pentru o destindere izotermă reversibilă, variația de entropie este egală cu căldura schimbată împărțită la temperatura constantă, ceea ce rezultă în ΔS = nR·ln(V₂/V₁) pentru un gaz ideal — entropia crește cu logaritmul raportului volumelor.
Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve
- Pentru o încercare, calculează Q = nRT·ln(V₂/V₁) folosind n = 1 mol, R = 8.314 J/(mol·K), T = 300 K, apoi ΔS = Q/T (echivalent ΔS = nR·ln(V₂/V₁) direct). Compară ambele cu tabelul.
- Explică de ce ΔS este pozitiv în fiecare încercare de aici și de ce o destindere mai mare (V₂ mai mare) produce o creștere de entropie mai mare.
Unde mai apare asta dincolo de laborator
- Acest experiment presupune o destindere reversibilă (infinit de lentă). O destindere liberă (necontrolată) în vid, spre același volum final, ar produce exact același ΔS pentru gaz, deși nu se face niciun schimb de căldură (Q = 0) și niciun lucru mecanic. Explică de ce entropia este o funcție de stare căreia nu-i pasă cum a ajuns gazul de la V₁ la V₂.
- A doua lege spune că entropia totală (gaz plus mediu) nu poate scădea niciodată pentru un proces real. Pentru această destindere izotermă reversibilă, mediul (rezervorul termic care furnizează Q) pierde exact cât câștigă gazul. Explică de ce asta face variația totală de entropie zero — semnătura unui proces reversibil.
- 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
- Bine ai venit la Entropie izotermă
- Selectează camera
- Apasă Pornește
- Entropie din schimbarea volumului
- Deschide panoul Proprietăți
- Ai reușit!
Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.
Deschide laboratorul interactiv →