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PROCESOS TERMODINAMICOS.PROCESO ISOBÁRICOUn proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. ...
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Procesos termodinamicos

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Procesos termodinamicos

  1. 1. PROCESOS TERMODINAMICOS.CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS TERMODINÁMICOSSistema cerradoUn sistema cerrado es aquel que no presenta flujo de materia a través de sus límites. Por tanto,contiene una cantidad de materia constante.Sistema abiertoUn sistema abierto se caracteriza porque entra o sale materia a través de sus límites. En un sistemaabierto, la cantidad de materia contenida puede permanecer constante, si el régimen es estacionarioo puede variar en casos de régimen transitorio. Obsérvese que la constancia de masa en un sistemano es condicionante para establecer si un sistema es abierto o cerrado.Sistema aislado.Un sistema aislado es un sistema cerrado que no presenta intercambio de energía con el medio.Dado que el medio no ejerce ninguna influencia sobre el sistema, recibe la denominación de"aislado".Sistema adiabático. Cuando un sistema no intercambia calor con el medio se denomina adiabático. Sin embargo, unsistema adiabático puede ser aislado o no serlo porque puede intercambiar trabajo; también puedeser abierto, porque el intercambio de materia no tiene nada que ver con el calor.VARIABLES DE ESTADO Y SISTEMA ELEMENTALPara tener caracterizado el estado interno de un sistema termodinámico es necesario conocerdeterminadas propiedades de la masa contenida en el sistema, tales como la cantidad de materia, elvolumen, la presión, la temperatura, etc.Estado de equilibrio Un sistema está en equilibrio cuando sus propiedades son invariables con el tiempo. Es mucho mássencillo determinar un estado de equilibrio que otro que no lo sea.Sistema elementalUn sistema elemental es el que está constituido por una sustancia pura en estado de equilibrio ydefinida sólo mediante tres propiedades: la masa, la presión y el volumen.
  2. 2. PROCESOS TERMODINAMICOS.PROCESO ISOBÁRICOUn proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. En el calortransferido a presión constante está relacionado con el resto de variables mediante:Donde: = Calor transferido. = Energía Interna. = Presión. = Volumen.En un proceso isobárico, se realiza tanto transferencia de calor como trabajo.y la primera ley de la termodinámica se escribe:ΔU = Q – P (Vf - Vi)En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.eso es del proceso isobáricoProceso isobárico de un gas:Una expansión isobárica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae) mientras que lapresión del mismo no varía, es decir si en un estado 1 del proceso la presión es P1 y en el estado 2del mismo proceso la presión es P2, entonces P1 = P2. La primera ley de la termodinámica nosindica que:Q = ∆U +WLo que quiere decir que en un proceso de tipo isobárico tanto el calor transferido como el trabajorealizado ocasiona una variación de la energía interna.
  3. 3. PROCESOS TERMODINAMICOS.PROCESO ISOMÉTRICOEn este proceso el volumen permanece constante, es decir que en este tipo de proceso el volumen novaría y por tanto el trabajo es igual a cero, lo que significa que W= 0.De acuerdo con la primera ley de la termodinámica tenemos:Q = ∆U +WComo W=0, entonces Q = ∆UEjemplos.1. Sobre un gas contenido en un cilindro provisto de un pistón se realiza un trabajo de 5000 J,mediante un proceso isotérmico. Determinar:a. La variación de la energía interna del gas.b. El calor absorbido o cedido por el gas.Solución:a. Puesto que el proceso es isotérmico, se tiene que ∆U = 0, luego la energía interna no varía.b. Como el trabajo se realiza sobre el gas W = -5000 J, por tanto,Q = ∆U + WQ =0 – 5000JQ = -5000JPuesto que el calor es negativo, concluimos que el gas cede calor y su valor es 5000J.PROCESO ISOTÉRMICO.En este proceso la temperatura permanece constante. Como la energía interna de una gas ideal sóloes función de la temperatura, en un proceso isotérmico de un gas ideal la variación de la energíainterna es cero (∆U= 0) La curva hiperbólica se conoce como isotérmica.De acuerdo con la primera ley de la termodinámica tenemos:Q = ∆U +W.Como ∆U = 0, entonces, Q=WEste proceso se observa cuando en un pistón que contiene un gas, después de suministrarle calor yproducir cambios tanto en la presión como en el volumen su temperatura permanece constante.
  4. 4. PROCESOS TERMODINAMICOS.PROCESO ADIABÁTICO.Se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema (generalmente, un fluido querealiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es ademásreversible se conoce como proceso isentrópico.El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con elentorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es latemperatura adiabática de una llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si nohubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte devapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar de que se consigavariar la temperatura del aire y su humedad relativa.Durante un proceso adiabático, la energía interna del fluido que realiza el trabajo debenecesariamente decrecer.Es decir, que en este tipo de procesos se tiene que Q = 0. Que de acuerdo con la primera ley de latermodinámica, tenemos que:Q= ∆U +WComo Q =0, entonces, ∆U = -W.Esto quiere decir, que para un gas contenido en un cilindro provisto de un pistón, cuyas paredes nopermiten la transferencia de calor al exterior, la variación de energía interna es igual al trabajo, yasea realizado por el sistema o sobre el sistema.

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