Trabajo en procesos Termodinamicos

TRABAJO EN PROCESOS TERMODINÁMICOS

a medida cuantitativa del trabajo fue introducida por Nicolas Leonard Carnot (1796-1832), quien definió la cantidad de trabajo hecho sobre un objeto como el producto de la altura  a la que es elevado por peso de este . Esta definición fue extendida por Gaspard de Coriolis (1792-1843) quien proporcionó la actual definición de trabajo :


La cantidad detrabajo hecho sobre un objeto es igual a la fuerza ejercida en él por la distancia en la es que movido en la dirección de la fuerza i.e. el producto de la fuerza por el desplazamiento del punto sobre el cual actúa la fuerza.
El trabajo se realiza sobre una fuerza sobre un cuerpo sólo cuando el punto de aplicación de la fuerza se mueve a través de una distancia y existe un componente de la fuerza alo largo de la línea de movimiento. Así cuando se ejerce una fuerza sobre un trineo y éste se mueve a través de la nieve, se realiza un trabajo sobre el trineo. Sin embargo, si el trineo se inmovilizara (por ejemplo atándolo a un árbol) y se ejerciera sobre él la misma fuerza que en le caso anterior, no se verificaría ningún trabajo sobre el trineo porque el punto de aplicación de la fuerza no semueva a través de la distancia.
Si la fuerza es  ejercida sobre un objeto en la dirección , el trabajo hecho en el objeto en un desplazamiento infinitesimal  en la dirección  es:

Donde  es la cantidad de trabajo.
Si la fuerza y el desplazamiento poseen direcciones diferentes, entonces sólo trabaja la componente de la fuerza en la dirección al desplazamiento. Esto es Fuerza y desplazamientodeben ser tratados como vectores. La fuerza  y el desplazamiento  son pues cantidades vectoriales. El producto escalar de dos vectores es un cantidad escalar. El resultado de esta operación es:

Donde , es el ángulo entre los vectores  y el vector .
La cantidad de trabajo  puede ser escrito como el producto escalar de dos vectors  y  donde  es la fuerza ejercida sobre el objeto y  es eldesplazamiento:

donde  es el ángulo entre los vectores  y 
El producto escalar es denotado por 
Es definido por la segunda igualdad en la ecuación, la cual contiene la magnitud de los vectores. El producto  es la magnitud escalar del componente del vector desplazamiento en la dirección de la fuerza. Solo el componente del desplazamiento en la dirección de la fuerza es efectivo en determinar lacantidad de trabajo. No se realiza trabajo si el objeto no se muevo o la fuerza y el desplazamiento son perpendiculares entre si, entonces el ángulo  entre los vectores es y el .
Para un proceso finito se puede dividir el proceso en pequeñas etapas de tal manera que la fuerza sea constante en cada etapa, entonces el trabajo hecho sobre el objeto en el proceso entero es obtenido sumando el trabajohecho en todas las etapas. En el límite en el que el tamaño de la etapa se aproxima a cero la suma se convierte en una integral. Si el desplazamiento y la fuerza están ambas en la dirección  esta integral es:
Donde  denota la cantidad de trabajo hecho en un proceso finito.
El trabajo es una magnitud escalar que es positiva si  y  tiene signos iguales y negativa si tienen opuestos.
Las dimensionesdel trabajo son la de una fuerza por una distancia.La Unidad del SI de fuerza es el Newton () y la SI unidad del trabajo es el Julio ()
Cuando un sistema realiza trabajo sobre otro, se transfiere energía entre los dos sistemas
Trabajo y calor son dos formas de transferencia de energía, no formas de energía.

TRABAJO TERMODINÁMICO: DE EXPANSIÓN (O DE COMPRENSIÓN)
La transferencia de energíainterna asociada a una variación de volumen se denomina trabajo termodinámico. Una forma de trabajo muy importante es la relacionada con los cambios de volumen, expansiones o comprensiones, que tiene lugar en un sistema bajo la acción de una presión exterior.
Consideremos un sistema termodinámico simple (i.e. un sistema que solo puede intercambiar trabajo con sus alrededores solo por cambio de...