PROCESO ISOBARICO

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

QUIMICA APLICADA

PROCESOS TERMODINAMICOS:
PROCESO ISOBARICO
PROCESO ISOCORICO
PROCESO ISOTERMICOPROCESO ADIABATICO

PROF.FERIA REYES CESAR VICTOR

LOPEZ CASTAÑEDA JOSUE ISAY

2RV1

Proceso isobárico
Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. La Primera Ley de la Termodinámica, para este caso, queda expresada como sigue:
Donde:
= Calor transferido.
= Energía interna.
= Presión.
= Volumen.
En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparececomo una línea horizontal.
Proceso isobárico de un gas
Una expansión isobárica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae) mientras que la presión del mismo no varía, es decir si en un estado 1 del proceso la presión es P1 y en el estado 2 del mismo proceso la presión es P2, entonces P1 = P2. La primera ley de la termodinámica nos indica que:

Integrando la expresión anterior, tomandocomo estado inicial el estado 1 y estado final el estado 2, se obtiene:
..........(1)
Por la definición de trabajo dada en mecánica se tiene que:

Pero la fuerza se puede expresar en función de la presión que se ejerce el gas, y el desplazamiento se puede escribir como dx, entonces:

Pero Adx equivale a dV, el aumento en el volumen del gas durante esta pequeña expansión, entonces el trabajoefectuado por el gas sobre los alrededores como resultado de la expansión es:
..........(2)
Ahora remplazando (1) en (2) se puede integrar:

Como la presión P es constante, puede salir fuera de la integral:

Integrando:

Evaluando en los límites:




Proceso isocórico
Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual elvolumen permanece constante; Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se define como:
,

Donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).
En un diagrama P-V, un proceso isocórico aparece como una línea vertical.
Cálculos del proceso
Cálculo del Trabajo (W)
Puesto que no existe desplazamiento, el trabajo realizado por elgas es nulo.

Cálculo de la Variación de la Energía Interna (ΔU)
Aplicando la primera ley de la termodinámica, podemos deducir que ΔU, el cambio de la energía interna del sistema, es: para un proceso isocórico, es decir a volumen constante, todo el calor que transfiramos al sistema aumentará a su energía interna U.
Cálculo del calor entregado
Si la cantidad de gas permanece constante, entoncesel incremento de energía será proporcional al incremento de temperatura, donde CV es el calor específico molar a volumen constante.


Proceso isotérmico
Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal puede llevarse a cabo colocando elgas en contacto térmico con otro sistema de Capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco calórico. De esta manera, el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo.
Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, elcalor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W.
Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante.
Proceso isotérmico de un gas
Una...