Procesos Ciclicos

Introducción
Para poder plantear el concepto de procesos cíclicos primero observemos la primera ley de la termodinámica:
∆U = U2 - U1
∆U = Q - W
Primera ley de la termodinámica
Donde:
U  Energíainterna (U1 inicial, U2 final)
∆U Cambio de energía interna
Q  Cantidad de calor agregado a un sistema
W  Trabajo realizado en el sistema
Notas:
“El cambio de energía interna de un sistemadurante un proceso termodinámica depende solo de los estados iniciales y final, no de la trayectoria que lleva de uno al otro.”
“La energía interna depende sólo del estado del sistema.”
“En cambios deestado la energía interna es independiente de la trayectoria.”
Procesos cíclicos y sistemas aislados:
Un proceso cíclico es tal que tarde o temprano vuelve a un sistema a su estado inicial, por tanto elcambio total de energía interna ∆U debe ser cero. Entonces:
U1 = U2 y Q = W
Si durante éste proceso se aplicó una cantidad neta de trabajo (W), tuvo que haber entrado en el sistema una cantidadigual de energía como calor (Q), sin embargo no es necesario que (Q) o (W) sean individualmente cero.



Un sistema aislado es tal que, no realiza trabajo sobre su entorno ni intercambia calor con él.Por tanto para cualquier proceso que se efectúa en un sistema aislado:
W = Q = 0
Así, U1 = U2 = ∆U = 0
Se puede observar que la energía interna de un sistema aislado es constante.
Ejemplo deun proceso cíclico:
Sea una gráfica pV de un proceso cíclico como el de la figura 19.12, donde los estados inicial y final son el mismo, siguiendo la trayectoria marcada por las flechas azules yteniendo como trabajo total:
W = -500 J

1. ¿Por qué el trabajo es negativo?
2. Calcule el cambio de energía interna y el calor agregado en el proceso
Solución
a) El trabajo realizado es igual al área bajola curva, siendo un área positiva cuando el volumen aumente y negativa cuando disminuye. De esta forma, el área que abarca desde a hacia b es positiva, y de b hacia a es negativa. Esta primera es...