Trabalho isotérmico
Um mol de gás ideal que dobra de volume a 300 K realiza 1728,9438964613 J de trabalho. Informe os mols, a temperatura em kelvin e a razão de volumes e receba o trabalho, o logaritmo por trás dele e se é expansão ou compressão. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Mols (n)
- 1
- Criatividade
- 300
- Razão V2/V1
- 2
- Resistência (Ω)
- 8,314462618
- Ln da razão de volumes
- 0,6931471806
- Trabalho
- 1.728,9438964613
- Trabalho em joules
- 1.728,9438964613
Em um processo isotérmico reversível um gás ideal troca calor com um grande banho térmico de modo que sua temperatura permanece fixa enquanto volume e pressão mudam. O trabalho mecânico realizado pelo gás é igual a n vezes R vezes T vezes o logaritmo natural da razão de volumes final sobre inicial, uma fórmula de livro-texto que aparece em todo curso introdutório de termodinâmica e em inúmeras listas de exercícios sobre expansão e compressão.
O que significa o trabalho isotérmico do gás ideal e quais entradas você precisa
Quando a temperatura é mantida constante para uma quantidade fixa de gás ideal, a primeira lei e a equação de estado do gás ideal juntas fornecem uma expressão fechada para o trabalho reversível: W é igual a n R T ln de V2 sobre V1. Aqui n é a quantidade de substância em mols, R é a constante molar dos gases, T é a temperatura absoluta em kelvin e V2 sobre V1 é a razão de volumes do estado final em relação ao inicial.
Expansão com razão maior que um produz trabalho positivo realizado pelo sistema; compressão com razão entre zero e um produz trabalho negativo pelo sistema, ou seja, as vizinhanças realizam trabalho sobre o gás. A intenção de busca se agrupa em frases como calculadora de trabalho isotérmico, trabalho de expansão de gás ideal, nRT ln V2/V1, calculadora de processo isotérmico reversível e trabalho de compressão a temperatura constante.
Alunos corrigindo tarefas, professores montando gabaritos, engenheiros de processo validando expansões em lote e autores de simulação verificando balanços de energia querem uma resposta numérica em joules mais o logaritmo intermediário, não só um lembrete de que a fórmula existe. As unidades ficam honestas quando n está em mols, T em kelvin, R em joules por mol-kelvin e a razão é adimensional: o trabalho sai então em joules.
Perguntas frequentes
O que acontece se a razão de volumes for zero ou negativa?
Razões de volume não positivas são rejeitadas porque ln(V2/V1) não está definido para argumentos não positivos em aritmética real; validação falha não é cobrada.
A calculadora de trabalho isotérmico é grátis?
A ferramenta do navegador roda grátis no seu dispositivo.
Por que o trabalho sai negativo?
Um resultado negativo indica compressão: o volume final é menor que o inicial, então a razão fica entre zero e um. Nesse caso é o ambiente que realiza trabalho sobre o gás.
Preciso dos dois volumes ou só da razão?
Só da razão entre o volume final e o inicial. Dobrar o volume é uma razão de 2, seja qual for o tamanho real do recipiente, porque a fórmula depende apenas de quantas vezes o volume muda.
Serve para expansões adiabáticas ou irreversíveis?
Não. Vale apenas para expansão ou compressão reversível a temperatura constante. Processos adiabáticos e expansões contra uma pressão externa fixa seguem outras fórmulas e dão outro trabalho.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/thermo/isothermal-work \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"moles":1,"temperature":300,"volume_ratio":2}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/thermo/isothermal-work", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"moles": 1,
"temperature": 300,
"volume_ratio": 2
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/thermo/isothermal-work",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"moles": 1,
"temperature": 300,
"volume_ratio": 2
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/thermo/isothermal-work", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"moles":1,"temperature":300,"volume_ratio":2}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"moles":1,"temperature":300,"volume_ratio":2}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/thermo/isothermal-work", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"moles": 1,
"temperature": 300,
"volume_ratio": 2
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "thermo.isothermal_work",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Esta capacidade recebe mols, temperatura absoluta em kelvin e a razão de volumes adimensional V2 sobre V1, multiplica-os pela constante molar dos gases e devolve JSON estruturado com o trabalho em joules, o logaritmo intermediário, um rótulo de processo para expansão ou compressão, e campos estáveis de fórmula e método. Razões de volume não positivas são rejeitadas com invalid_input porque o logaritmo não está definido para argumentos nulos ou negativos em aritmética real.
O que significa o trabalho isotérmico do gás ideal e quais entradas você precisa
Envie moles, temperature e volume_ratio como números finitos; o r opcional substitui a constante dos gases CODATA padrão quando um curso usa R igual a 8.314 ou 0.0821 em outros sistemas de unidades com coerência.
Como esta calculadora valida a entrada e aplica W = nRT ln(V2/V1)
Strings numéricas que interpretam como números finitos são aceitas para que formulários web e pipelines estilo CSV possam passar valores sem um cast extra. Os mols devem ser estritamente positivos porque uma quantidade de substância não positiva não é uma amostra física para este modelo. Não há trajetória adiabática, nem integral de trabalho irreversível a pressão externa, nem serviço de conversão de unidades; é puro trabalho isotérmico reversível de gás ideal a partir das três grandezas conhecidas. Envie um corpo JSON com os campos obrigatórios moles, temperature e volume_ratio. Todo campo deve ser finito: campos ausentes, strings vazias, texto não numérico, NaN e Infinity falham imediatamente com invalid_input antes de qualquer resultado, e a validação falha não é cobrada. Alias são suportados: n e amount para moles; t, T e temp para temperature; ratio, v2_over_v1 e V2_V1 para a razão de volumes; gas_constant e R para uma constante dos gases personalizada opcional. A temperatura deve ser kelvin absoluto estritamente positivo; zero ou kelvin negativo é invalid_input. A razão de volumes deve ser estritamente positiva: uma razão não positiva gera invalid_input porque o logaritmo natural é indefinido para argumentos nulos e negativos nos reais, que é o contrato de produto explícito desta página. Após a validação o motor calcula o ln da razão, multiplica por n R T com R padrão igual a 8.314462618 joules por mol-kelvin a menos que você forneça r, arredonda a uma precisão decimal estável e rotula o processo como expansion, compression ou isochoric_ratio_one quando a razão é exatamente um e o trabalho é zero.
Uso prático, limites, preços e canais de entrega
Use a calculadora gratuita de trabalho isotérmico no navegador quando quiser uma verificação imediata de W igual a n R T ln ao corrigir tarefas, verificar um problema de expansão de pistão, comparar sinais de expansão versus compressão ou checar o orçamento energético de uma simulação a temperatura constante. Não há modelo de linguagem, nem serviço termodinâmico externo, nem aleatoriedade, de modo que a capacidade é segura para fixar em checagens de integração contínua e materiais de aula reproduzíveis. Combine esta página com outras ferramentas termo de gás ideal quando a próxima pergunta for mudança isocórica pressão-temperatura ou energia de capacidade térmica, mantendo cada intenção SEO em sua própria página de calculadora. Use a API pré-paga quando um script, plataforma de aulas, caderno de laboratório ou auxiliar de controle de processo precisar de JSON estável para muitos triplos n–T–razão sob um único contrato. Cada requisição bem-sucedida é um item faturável a US$ 0,002; validação falha não consome saldo. Escolha unidades de forma coerente: se os mols estão em mol, a temperatura em kelvin e R em joules por mol-kelvin, work e work_joules saem em joules. Os resultados são plenamente determinísticos: as mesmas entradas sempre produzem o mesmo trabalho, o mesmo ln_volume_ratio e os mesmos rótulos de fórmula e método. Conecte o endpoint a exercícios de termo, verificadores de olimpíada, esboços de reator em batelada ou passos de pré-processamento em que você já prefira erros de domínio explícitos —como rejeitar uma razão de volumes não positiva— a widgets opacos que não conseguem explicar por que uma entrada ruim foi recusada.
Casos de integração
Verificação de tarefas e provas
Alunos e corretores calculam o trabalho de expansão ou compressão isotérmica reversível para n, T e V2/V1 dados, comparam resultados em joules termo a termo e recebem um erro claro invalid_input quando uma razão de volumes não positiva é enviada por engano.
Tutoria e geradores de currículo
Autores de aulas produzem exemplos resolvidos de trabalho isotérmico com JSON estruturado para flashcards, folhas de passos e exercícios autoavaliados sem embutir um pacote termo completo em cada idioma.
Checagens de processo e simulação
Scripts que precisam de uma checagem determinística W=nRT·ln(V2/V1) chamam um endpoint pré-pago estável em vez de reimplementar o produto do logaritmo e da constante dos gases em cada serviço.
Perguntas técnicas
Como calculo o trabalho isotérmico do gás ideal com esta ferramenta?
Envie JSON com moles (n), temperature em kelvin e volume_ratio (V2/V1). A resposta inclui work e work_joules iguais a n·R·T·ln(V2/V1), além de ln_volume_ratio e um rótulo de processo.
O trabalho é positivo na expansão?
Sim. Esta calculadora reporta o trabalho realizado pelo sistema: volume_ratio maior que um produz trabalho positivo; uma razão entre zero e um (compressão) produz trabalho negativo pelo sistema.
Qual constante dos gases R é usada?
Por padrão R é 8.314462618 J/(mol·K) (CODATA). O campo opcional r (aliases gas_constant, R) permite fornecer outra constante positiva quando seu curso usa um valor arredondado de livro-texto.