CRITICISMO

UNIDAD V.- PROCESOS TERMODINÀMICOS (Tiempo asignado 6 hrs.)

INTRODUCCIÓN

En un proceso o transformación del estado de un sistema gaseoso, ya sea flujo de masa, o bien considerando tal sistema circulando en forma estable, estará definido por condiciones puestas exteriormente, ya sea por una expansión o por una compresión. Si sobre un sistema se realiza un proceso termodinámico de modo talque no haya intercambio de calor (energía) con el medio circundante, se lo denomina proceso adiabático. Este tipo de proceso tiene lugar si el sistema estuviera perfectamente aislado térmicamente o bien si se lo realiza suficientemente rápido como para que no haya tiempo suficiente para que se produzca un intercambio de calor con el medio circundante.
Si el sistema puede intercambiar energía consu medio y el proceso se realiza lentamente, de modo que el sistema tenga tiempo de entrar en equilibrio térmico con el medio circundante, el proceso es isotérmico. Cuando el proceso es intermedio entre estos dos extremos (adiabático e isotérmico) el proceso se denomina Politròpico.
En esta unidad se estudiará en forma separada las evoluciones o procesos termodinámicos (Proceso Isotérmico,Proceso Isobàrico, Proceso Isocòrico, Proceso Adiabático, Proceso Politròpico), definiendo las características de ellos dentro de los sistemas abiertos y cerrados, para determinar el comportamiento de los gases por medio de representaciones gráficas y problemas, aplicando las fórmulas que rigen dichos Procesos Termodinámicos.

PROPÓSITO

Que el alumno conozca y comprenda los conceptos los procesostermodinámicos Proceso Isotérmico, Proceso Isobàrico, Proceso Isocòrico, Proceso Adiabático, Proceso Politròpico Además que identifique y que interprete cada una de las fórmulas que rigen los procesos termodinámicos y ecuaciones para que así mismo las analice y resuelva problemas de aplicación.

CONTENIDOS TEMÁTICOS

1. Proceso Isotérmico.
2. Proceso Isobàrico.
3. Proceso Isocòrico.
4.Proceso Adiabático.
5. Proceso Politròpico.
6. Resolución de problemas relacionados con los temas de la unidad.

ECUACIÒN DEL CAMINO DE LOS PROCESOS TERMODINÁMICOS DE LOS GASES

Si la curva de expansión y de compresión del diagrama Presión-Volúmen de una máquina o motor de vapor, combustión interna, o cualquier motor o máquina térmica, se traslada punto a punto en un sistema de ejescoordenados rectangulares, en los que Log P se refiere a Log V, los puntos determinados de esta manera comúnmente forman una línea recta cuya ecuación es la siguiente:
Log P + n Log V = Log Constante

La pendiente de esta recta vale -n, y la fórmula anterior quedaría en:
P X Vn = Ctte.

Esta Fórmula recibe el nombre de Ecuación del camino del Proceso de un gas.

Si los valores de Py V son conocidos para dos estados de un gas, entonces:

P Vn = P1 Vn1 = P2 Vn2 = Constante

Esta ecuación puede resolverse con respecto a n, por lo que resulta:

n = Log P2 - Log P1 = Log P2/P1
Log V1 - Log V2 Log V1/V2
Durante una expansión o una compresión el valor de n en las fórmulas anteriorespuede ser cualquiera entre cero e infinito. La figura 5.1 representa varios caminos correspondientes al proceso de expansión o comprensión de un gas.




FIG. 5.1.- CAMINOS DE PROSESOS DE LOS GASES SOBRE EL PALNO P-V

1.- PROCESO ISOTÉRMICO

Un cambio de estado sin flujo de masa en el cual la temperatura se mantiene constante está representado por la hipérbola equilátera, P Vn =constante, siendo n= 1 (por la curva A1 D2 sobre el plano P-V en la fig. 5.1) y a través de la expresión:

P1 V1= P2 V2= P3 V3 = Pn Vn

El trabajo desarrollado durante este proceso esta dado por:

1W2 = P1 V1 Loge V2 / V1 Kgm.

1W2 = m RT Loge V2 / V1 Kgm

Como el proceso a temperatura constante, la variación de energía interna y entalpía son cero:...