Fisica

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 general del trabajo para un sistematermodinámico 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 una fuerza F que lodesplaza 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 vector desplazamiento dl enfunción 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:


El producto Sdxes la variación de volumen (dV) que ha experimentado el gas, luego finalmente se puede expresar:



En el Sistema Internacional el trabajo se mide en Julios (J).

Este trabajo está consideradodesde el punto de vista del sistema termodinámico, por tanto:


El trabajo es positivo cuando lo realiza el gas (expansión) y negativo cuando el exterior lo realiza contra el gas (compresión).

Eltrabajo en un diagrama p-V

Para calcular el trabajo realizado por un gas a partir de la integral anterior es necesario conocer la función que relaciona la presión con el volumen, es decir, p(V), yesta función depende del proceso seguido por el gas.

Si representamos en un diagrama p-V los estados inicial (A) y final (B), el trabajo es el área encerrada bajo la curva que representa latransformación experimentada por el gas para ir desde el estado inicial al final. Como se observa en la figura, el trabajo depende de cómo es dicha transformación.




Es decir, se puede concluir que:El trabajo intercambiado por un gas depende de la transformación que realiza para ir desde el estado inicial al estado final.


Cuando un gas experimenta más de una transformación, el trabajo...