Procesos Termodinámicos

Proyecto 2do parcial

Procesos termodinámicos
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Isotérmico: proceso a temperatura constante Isobárico: proceso a presión constante Isocórico: proceso a volumen constante Adiabática: No permiten el paso de energía térmica.

Proceso Isotérmico: Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperaturaconstante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal en contacto permanente con un termostato es un ejemplo de proceso isotermo, y puede llevarse a cabo colocando el gas 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 caliente. 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, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W. Una compresión isotérmica, para que la temperatura también permanezca constante el gas tiene que liberar una cantidad de calor igual al trabajodesarrollado sobre el. Debido a que la temperatura no cambia, su energía interna (Ei) permanece constante y su variación de energía interna ∆Ei es igual a cero, por lo que se cumple que (Ei es constante) (∆Ei = 0) Q = Tr • Ejemplo. Un gas, al expandirse, absorbe 200 cal realizando un trabajo sobre los alrededores de 840 J. Q = 200 Cal Tr = 840 J Ecuación: ∆Ei = Q –Tr Sustitución: ∆Ei = Q –Tr =840 J- 840 J =0 Proceso Isobárico El proceso Isobárico es cuando hay una variación en volumen o temperatura y la presión permanece constante. Este proceso se rige por la Ley de Charles. Un ejemplo de este proceso se presenta cuando se desprende vapor al hervir agua en un recipiente abierto a la atmósfera. La presión permanece constante, de forma tal que entre mayor sea la temperatura el volumen desprendidoaumenta. Otro ejemplo es la variación de volumen que experimenta una pelota conforme los rayos del sol inciden sobre ella. Al inicio de la mañana presenta cierta presión, volumen y temperatura; conforme se calienta el aire en su interior aumenta la presión, pero ésta no varía debido al aumento de su volumen. ∆Ei = ?

Oscar Bacilio

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Ecuación del proceso Isobárico • Tr = Pr(Vf-Vo) Tr = trabajo mecánico Pr = Presión Vf = Volumen final Vo = Volumen Inicial m3 m3 J N/m2 Pascal

1 atm = 760 mm de Hg = 1.013 x 105 N/m2 • Ejemplo Cierto gas sufre una expansión, por lo que varía su volumen de 1.8 x 10 -4 a 4.7 x 10-4 m3 pero mantiene una presión constante de 3.05 x 105 Pa. Si lo anterior fue a consecuencia de haber suministrado 30 cal, calcular: El trabajo desarrolladopor el sistema. La variación de energía interna que experimentó. Q = 30 cal. Pr = 3.05 x 105 Pa Vo = 1.8 x 10-4 m3 Vf = 4.7 x 10-4 m3 Ecuaciones: Tr = Pr ( Vf-Vo) ∆Ei = Q - Tr • A) Tr =Pr(Vf-Vo)= (3.05x105 N/m2)(4.7 x 10-4 m3-1.8x10-4 m3) = (3.05x105 N/m2)(2.9 x 10-4 m3) = 88.45 Nm = 88.45 J Es el trabajo que realizó la expansión del gas sobre los alrededores. b) ∆Ei = Q –Tr = 126 J – 88.45 J =37.55 J Al efectuarse la expansión de las moléculas del gas aumentaron su energía interna a consecuencia del calor suministrado.

Oscar Bacilio

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Proceso Isocórico. También llamado isovolumétrico se presenta cuando el volumen del sistema permanece constante. Debido a que la variación de volumen es cero, no se realiza trabajo ni sobre el sistema ni de este último sobre losalrededores, por lo que se cumple que Tr = 0 y ∆Ei = Q Un ejemplo de este proceso se presenta al cocer alimentos dentro de una olla presto, la cual disminuye el tiempo de cocción, pues sirve como depósito para que la temperatura y presión aumenten en el interior conforme transcurre el tiempo, manteniendo el volumen constante. Ejemplo: Un recipiente hermético mantiene su volumen constante...