Trabajo MecánicoEl área sombreada bajo la curva representa la transferencia de energía.
V. Más Probable (Vp):0 m/s
V. Media (Vm):0 m/s
V. Cuadrática (Vrms):0 m/s
🔬 Manual Técnico del Laboratorio Aulaquest
1. Introducción y Escala del Simulador
Este simulador no utiliza animaciones pregrabadas. Es un motor de Dinámica Molecular Cuántica en tiempo real. Las partículas tienen volumen físico y calculan sus colisiones utilizando el Potencial de Lennard-Jones, simulando fuerzas reales de atracción y repulsión magnética.
Conversión de Escala Macroscópica:
Para que el entorno sea calculable y observable, el simulador utiliza la siguiente relación de materia:
• $64 \text{ moléculas visuales} = 0.01 \text{ moles reales}$
• Por tanto, el número de moles teóricos es: $n = \frac{N_{particulas}}{6400}$
2. El Pistón y la Termodinámica Adiabática
La cámara de contención es un sistema adiabático (aislado térmicamente). El uso del pistón (botones ↑ y ↓) altera el volumen (de $1.0\text{ L}$ a $10.0\text{ L}$) y demuestra el Principio de Conservación de la Energía ($W = P \cdot \Delta V$):
Compresión (↓): Al aplastar el gas, realizas Trabajo Mecánico sobre el sistema. La energía interna de las moléculas aumenta y la temperatura sube.
Expansión (↑): Al subir la tapa, el gas es quien realiza Trabajo para empujarla. Pierde energía interna y la temperatura baja.
3. Módulo de Gráficas: M-B y Velocidades
En la pestaña Interacción dispones de la Distribución de Maxwell-Boltzmann, que traza la probabilidad de encontrar una molécula a una velocidad concreta según la temperatura actual. El sistema calcula en vivo tres variables termodinámicas:
V. Más Probable ($V_p$)
La cima de la campana. La velocidad estadística más común.
$$V_p = \sqrt{\frac{2RT}{M}}$$
V. Media ($V_m$)
El promedio aritmético de todas las partículas.
$$V_m = \sqrt{\frac{8RT}{\pi M}}$$
V. Cuadrática ($V_{rms}$)
Velocidad ligada a la energía cinética real macroscópica.
$$V_{rms} = \sqrt{\frac{3RT}{M}}$$
4. Puntos Críticos y el Auto-Piloto
En la gráfica FASES (P-T), el radar cruza la Presión y Temperatura actuales para detectar estados anómalos de la materia. Puedes usar el Auto-Piloto para viajar automáticamente a ellos:
Punto Triple: Única coordenada termodinámica donde el Sólido, el Líquido y el Gas coexisten en perfecto equilibrio.
Fluido Supercrítico: Superado el Punto Crítico, el líquido y el gas se fusionan en un "plasma" hiperdenso. Es imposible licuar la materia por encima de esta temperatura, sin importar la presión.
Nota: El Calibrador de 5 Segundos
Alcanzar el Punto Crítico requiere presiones masivas (Ej: $218\text{ atm}$ para el Agua). Como el simulador está limitado por rendimiento a 64 moléculas, no hay masa suficiente para generar esos impactos. Por ello, el Auto-Piloto activa un Calibrador Cuántico: forzará matemáticamente al sensor a leer la presión teórica exacta durante 5 segundos para que tomes datos. Luego, el calibrador se apaga y la presión cae, demostrando que se necesita mucha más masa para sostener un estado supercrítico real.
5. Exportación de Datos: IDEAL vs REAL
El Laboratorio de Datos (.CSV) extrae la telemetría actual. Usando el interruptor superior, puedes alternar entre dos filosofías de enseñanza:
Modo Ideal Secundaria
Diseñado para que las matemáticas clásicas funcionen sin fricción. El sistema ignora las fuerzas cuánticas y calibra el número de moles (n) dinámicamente para que la ecuación de estado sea siempre perfecta:
$$P \cdot V = n \cdot R \cdot T$$
Despejar $R$ con estos datos siempre dará $\approx 0.082$.
Modo Real Universidad
Diseñado para el estudio empírico avanzado. Muestra los moles fijos de la materia inyectada. A altas presiones, los alumnos comprobarán que la fórmula de gases ideales colapsa. Para que los cálculos cuadren, deberán utilizar el Factor de Compresibilidad ($Z$):
$$Z = \frac{P \cdot V}{n \cdot R \cdot T}$$
Un valor de $Z > 1$ demuestra repulsión termodinámica real.
📘 Chuleta para Presets
Sustancia: Escribe Ne, Ar, O2 o H2O.
Estado Inicial: Si escribes solid, liquid o gas, la temperatura se ajustará sola. Si prefieres poner tú los Kelvin exactos, escribe none.
Partículas: El estándar es 64. No te pases de 150 o los móviles de los alumnos irán a tirones.