Termodinamica
Proceso termodinámico
En física, se denomina proceso termodinámico a la evolución de determinadas magnitudes (o propiedades) propiamente termodinámicas relativas a un determinado sistema físico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, quelas magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final. De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio (mecánico, térmicoy/o material) entre sí.
De una manera menos abstracta, un proceso termodinámico puede ser visto como los cambios de un sistema, desde unas condiciones iníciales hasta otras condiciones finales, debidos a la desestabilización del sistema.
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Proceso isobárico
Gráfica Volumen vs Presión: en el proceso isobárico la presión es constante. El trabajo(W) es la integral de la presión respecto al volumen.
Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. La Primera Ley de la Termodinámica, para este caso, queda expresada como sigue:
,
Donde:
= Calor transferido.
= Energía Interna.
= Presión.
= Volumen.
En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.-------------------------------------------------
Proceso isobárico de un gas
Una expansión isobárica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae) mientras que la presión del mismo no varía, es decir si en un estado 1 del proceso la presión es P1 y en el estado 2 del mismo proceso la presión es P2, entonces P1 = P2. La primera ley de la termodinámica nos indica que:
Integrando la expresión anterior, tomandocomo estado inicial el estado 1 y estado final el estado 2, se obtiene:
..........(1)
Por la definición de trabajo dada en mecánica se tiene que:
Pero la fuerza se puede expresar en función de la presión que se ejerce el gas, y el desplazamiento se puede escribir como dx, entonces:
Pero Adx equivale a dV, el aumento en el volumen del gas durante esta pequeña expansión, entonces eltrabajo efectuado por el gas sobre los alrededores como resultado de la expansión es:
..........(2)
Ahora reemplazando (1) en (2) se puede integrar:
Como la presión P es constante, puede salir fuera de la integral:
Integrando:
Evaluando en los límites:
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. Proceso adiabático
Gráfico de un proceso adiabático en función de p y V.En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isoentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina procesoisotérmico.
El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) sonadiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.
El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas. Esto puede ser cuantificado usando la ley de los gases ideales.
el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático....
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