Trabajo

TRABAJO
Una manera de transferir energía desde un sistema que está a más temperatura, a otro, que tiene menos, es por medio de calor. Pero existe otra forma, y es mediante un trabajo.
La forma habitual de realizar un trabajo sobre un sistema termodinámico es mediante un cambio de volumen.
La fuerza que el gas ejerce sobre una superficie, determina una presión, que al provocar desplazamiento,origina un cambio de volumen, es decir:
• Cuando se comprime el sistema, recibe en forma de trabajo una energía transmitida por el entorno , incrementando, por tanto, su propia energía por lo que diremos que, Wcompresión > 0
Dado que hay contracción de volumen (ðV=Vf - Vi), entonces ðV < 0, y la fórmula del trabajo quedará:
• Cuando el sistema se expande, transmite una parte de su energía alentorno en forma de trabajo, disminuyendo así su energía, por lo que consideraremos que, WCompresión < 0
Dado que ðV > 0 , la fórmula del trabajo quedará:
EQUIVALENCIA ENTRE TRABAJO Y CALOR.
Los cuerpos no tienen calor, sino un contenido energético que no podemos medir; en cambio, sí es posible medir los intercambios energéticos producidos por medio del calor y/o el trabajo transferidos.
Elcalor se transfiere cuando existen diferencias de temperatura entre un sistema y su entorno.
El trabajo se transfiere cuando actúan fuerzas entre el sistema y el entorno que producen algún desplazamiento en cualquiera de ellos.
El criterio de signos indica que el tipo de energía transferida al sistema es positiva, mientras que la emitida por él es negativa.
W > 0 W < 0

SISTEMA
Q > 0 Q < 0
Elcalor y la energía son dos formas de medir la energía transferida. La relación entre ellos es:
1 cal = 4,18 J
1 J = 0,24 cal
Unidades de trabajo
Las unidades de trabajo son:
1

Proceso politropico
Un proceso de expansión y compresión de gases donde la presión y el volumen se relacionen, como sucede a menudo, mediante una ecuación de la forma
(1) PVn = C
Donde n y C son constantes, sedenomina proceso politrópico. Así pues, en un proceso de esta clase, el producto de la presión y la enésima potencia del volumen es una constante. Dicho de otro modo: si P1 y V1 son la presión y el volumen en un estado del proceso, y P2 y V2 son la presión y el volumen en otro estado del proceso, entonces

En un proceso politrópico tenemos pues que, al despejar (1), la presión viene dada porP = CV − n
Puesto que el trabajo de frontera realizado desde el comienzo de la expansión o compresión hasta el estado final viene dado por

,

Tenemos que el trabajo producido en un proceso politrópico se calcula mediante



En el numerador, podemos tomar en el primer término y en el segundo término (véase (2)), y así obtener


Una formula sencilla que permite obtener el trabajorealizado en un proceso politrópico para . Si n = 1, entonces

.

Para el caso de un gas ideal, donde PV = NRT, la fórmula del trabajo en un proceso politrópico se convierte en

,

Calor
Es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperaturahacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía que puede intercambiarun cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dicha energía interna (energía calorífica) transferida de un sistema a otro, lo que sucede con la condición de que estén a diferente temperatura.
Calor latente
Un cuerpo sólido puede estar en...