quimica

Considera un gas contenido en un cilindro provisto de un piston que puede deslizar sin rozamiento.
Supongamos que el sistema se encuentra en equilibrio mecánico , y que, por consiguiente, lapresión P, en el interior y en el exterior, es decir, en ambas caras del pistón es la misma.

Si imaginamos un proceso cuasiestático, es decir, que el pistón de desplaza muy lentamente, de forma que entodo instante se verifique que la presión interior y la exterior son iguales, la fuerza que ejerce el gas sobre la cara interna del pistón es F = PA, siendo A el área del pistón.

En un desplazamientoinfinitesimal, dl, del piston, el trabajo realizado por el gas es

dW = F.dx cos 0º = Fdx

y sustituyendo F = PA, queda

dW = PAdx

pero Adx es la variación dV que ha experimentado el volumendel gas. De modo que,

dW = PAdx = PdV

Y para un proceso finito,

W = ∫PdV

Si el gas experimenta una expansión, el trabajo es positivo, puesto que dV es positivo ya que el volumen aumenta.Si el gas experimenta una compresión, el trabajo es negativo, puesto que dV es negativo ya que el volumen disminuye.
Si experimenta una compresión, el trabajo es negativo porque dV es negativo.El trabajo es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante una fuerza cuando se produce un desplazamiento. Vamos a particularizar la expresión generaldel trabajo para un sistema termodinámico concreto: un gas encerrado en un recipiente por un pistón, que puede moverse sin rozamiento.
Por efecto de la presión (p) ejercida por el gas, el pistón sufre unafuerza F que lo desplaza desde una posición inicial (A) a una posición final (B), mientras recorre una distancia dx.




A partir de la definición de presión, se puede expresar F y el vectordesplazamientodl en función de un vector unitario u, perpendicular a la superficie de la siguiente forma:

Calculamos el trabajo realizado por el gas desde el estado A al estado B en este proceso:...