proceso termo dinamico

1. PROCESOS TERMODINÁMICOS
PROCESO:
es cualquier cambio que experimenta
un sistema, de el estado de equilibrio, a
cualquier otro estado y éstos procesos
involucran un flujo de energía en forma
de calor y/o trabajo, entre el sistema y
su entorno.

2. PROCESO CUASI-ESTÁTICO
El proceso avanza de forma muy lenta, que parece estar estático
CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES
R VALOR EXACTO = 8.314 462 618 153 24 J/mol·K
Situación Inicial t = 0 Equilibrio

3. PROCESO ADIABÁTICO
ߡQ = 0 No se tiene intercambio de calor con el entorno
Ejemplo: El termo en el que nos servimos café
ΔU = Q + W
ΔU = 0 + W
ΔU = W

4. ߡQ = 0

5. Un gas realiza 600 J de trabajo a través de un compartimiento aislado.
¿Cuál es el cambio de su energía interna?
¿Disminuye o aumenta la temperatura?
EJERCICIO
Datos:
W = +600J
ΔU= ¿?
ΔU = – W
ΔU = – (+600J)
= -600J
El trabajo W es positivo porque el gas realiza trabajo sobre los alrededores. Al
estar dentro de un compartimiento aislado, Q=0, y por lo tanto tendremos
Lo cual quiere decir que la energía interna del gas
disminuyó 600 J.
Si ΔU disminuye, también lo hace la temperatura, por lo
que el gas se enfría a consecuencia de haber realizado el
trabajo.

6. PROCESO ISOTÉRMICO
1.- A temperatura constante
2.- Puede tener transferencia de calor con el entorno
Ejemplo: Con el agua, pasar de liquido a vapor, sin aumentar la temperatura
ΔU = Q + W
Como la Energía Interna Calorífica “U” está en función de la temperatura y
ΔU=Tf -To
Y como la Temperatura es constante:
ΔU = 0
ΔU = Q + W = 0
Q = - W W = n.R.T ln(
𝑽𝟐
𝑽𝟏
)

8. Se tiene aire en un cilindro provisto de un émbolo. Inicialmente hay 0.4 m3 de gas a
presión 100 kPa y 80 º C de temperatura. El aire se comprime a 0.1m3 asegurándose de
que la temperatura en el interior del cilindro permanezca constante durante el proceso.
Determine cuánto trabajo se hace durante este proceso.
EJERCICIO
W = n.R.T ln(
𝑽𝟐
𝑽𝟏
)
W= 13.65 mol x 8.3 J/mol. K x 353 K x ln (
0.1
0.4
)
W = -55.442,26 J
𝑛 =
𝑃1𝑉1
𝑅 ∗ 𝑇
𝑛 =
100,000 𝑃𝑎 ∗ 0.4𝑚3
8.3
𝐽
𝑚𝑜𝑙 𝑜𝐾
∗ 353𝑜𝐾
= 13.6523 𝑚𝑜𝑙
De la ecuación de W solamente nos falta investigar el número de moles del
proceso:

9. PROCESO ISOBÁRICO
En éste proceso, la presión
permanece constante
Ejemplo: cuando el agua pasa de líquido
a vapor, en un recipiente abierto. Porque
está a la presión atmosférica
ΔU = Q + W
ΔU = Q - p*ߡV
ΔU = Qp - p*ߡV
Qp = ΔU + p*ߡV

10. Qp = ΔU + p*ߡV
Qp = Uf - Uo + p*(Vf – Vo)
Qp = Uf - Uo + pVf –pVo)
Qp = Uf + pVf - Uo – pVo
Qp = Hf - Ho
H = U + p*V
Qp = ΔH

12. Ejercicio
Se suministran 5.00 x 103 J de energía a un gas ideal para que realice 2.00 x 103 J
de trabajo sobre su entorno en un proceso isobárico. Se pide hallar:
a) El cambio en la energía interna del gas.
b) El cambio en el volumen, si ahora la energía interna disminuye en 4.50 x 103 J y se
expulsan 7.50 x 103 J del sistema, considerando presión constante de 1.01 x 105 Pa.
Solución
Se utiliza
∆U = Q – W
y se sustituyen los valores dados
Q = 5.00 x 103 J
W = 2.00 x 103 J
∆U = 5.00 x 103 J – 2.00 x 103 J
∆U = 3.00 x 103 J

13. W = P*∆V
∆U= –4.50 x 103 J.
Q = -7.50 x 103 J.
P = 1.01 x 105 Pa
∆V = (-4.50 x 103 J +7.50 x 103 J)/ (- 1.01 x 105 Pa) = -2.97 x 10-2 m3
–4.50 x 103 J = -7.50 x 103 J – P*∆V
Como el cambio de volumen es negativo, significa
que el volumen disminuyó, es decir, el sistema se
contrajo.
∆U = Q – W = Q – P*∆V

14. PROCESO ISOCÓRICO / ISOMÉTRICO
Se trata de un proceso a volumen constante
Ejemplo: El cocimiento en una olla express
ΔU = Q + W
ΔU = Q - p*V
ΔU = Q - p*(0)
ΔU = Q

16. EJERCICIO
Un sistema realiza un proceso isocórico en el que ∆U = 3kJ. ¿Ha absorbido calor
el sistema o lo ha cedido?¿Cuánto?
Dado que el proceso es isocórico ( se realiza a volumen ) el trabajo
termodinámico es cero W = 0, por tanto la primera ley de la termodinámica queda:
ΔU = Q
Q = ΔU
Q = 3 KJ El sistema ha absorbido 3KJ de calor

17. ISOTÉRMICO ADIABÁTICO ISOCÓRICO ISOBÁRICO
T = constante Q = 0 V = constante P = constante
Q = - W ߡU = W ߡU = Qv Qp = ߡH
TABLA RESUMEN

20. PROCESO DE FLUJO ESTACIONARIO
Se presenta cuando existe un
flujo de fluídos
No hay cambio a medida que
transcurre el tiempo

21. CRÉDITOS
https://youtu.be/OdngvquYhxk
https://www.youtube.com/watch?v=kUTrL5oDvF4&t=253s