El documento detalla diferentes tipos de procesos termodinámicos, incluyendo isotérmicos, isobáricos, isocóricos, adiabáticos y diatérmicos, cada uno con sus respectivas características y aplicaciones en la vida cotidiana. Se presentan fórmulas y ejemplos relacionados con cada proceso, explicando cómo cambian las magnitudes termodinámicas en función de temperatura, presión y volumen. Además, se discuten prácticas comunes que ilustran estos conceptos, como el uso de ollas de presión y la expansión de gases en diversas situaciones.

1. Procesos Termodinámicos

2. 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,
que las magnitudes que sufren una variación al pasar de
un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos
estados inicial y final.

3. Proceso Isotérmico
Un proceso isotérmico es un cambio de un sistema, en el que la
temperatura se mantiene constante. Esto se produce normalmente
cuando un sistema está en contacto con un depósito térmico exterior, y
el cambio se produce lo suficientemente lento como para permitir que
el sistema ajuste continuamente a la temperatura del depósito a través
de intercambio de calor.
“A una temperatura constante y para una
masa dada de un gas, el volumen del gas varia
de manera proporcional a la presión absoluta
que recibe” Robert Boyle (1627- 1691)

4. Aplicaciones en la vida cotidiana
La fiebre Cuando prendemos el Hielo derritiéndose
aire acondicionado
La temperatura del sistema permanece constante, para que permanezca
constante las variaciones de presión y volumen deben de realizarse muy
lentamente a fin de que el estado se próxima al equilibrio térmico durante
todo el proceso.

5. Poner agua en hielo
Los contenedores isotérmicos
permiten conservar diversos
productos del mismo tipo a una
temperatura constante

6. Su formula y despejes son:
Formula general
Despejes
= Presión inicial
= Volumen inicial
= Presión final
= Volumen final

7. Ejercicios.
Un gas recibe una presión de 2 atmosferas y ocupa un volumen de 125 cm³. Calcular la
presión que debe soportar para que su volumen sea de 95 cm³.
Datos: Formula: Calculos:
Un gas ocupa un volumen de 580 cm³ a una presión de 890 mmHg ¿Cuál será su volumen si la presión
recibida aumenta a 920 mmHg?
Datos: Formula: Calculos:
= 2 atm
= 125 cm³
= 95 cm³
= ?
=
2atm (125 cm3)
95 cm³
=2.6315 atm
= 580 cm³
= 890 mmHg
= 920 mmHg
= ?
=
890 mmHg (580 cm³)
920 mmHg
= 561.086 cm³

8. Proceso isobárico
Es cuando hay una variación del volumen o temperatura y la presión
permanece constante, no importando si el gas sufre una comprensión o
una expansión.
“ A una presión constante y para una masa dada
de un gas, el volumen del gas varia de manera
directamente proporcional a su temperatura
absoluta “ Jacques Charles.

9. En la vida cotidiana…
Cuando hierve el agua
La presión permanece
constante, de forma tal que
entre mayor sea la
temperatura el volumen
desprendido aumenta.
La variación de volumen que
experimenta una pelota
conforme los rayos del sol
indicen sobre ella. Al inicio de
la mañana presenta
cierta presión, volumen y
temperatura, conforme se
calienta el aire en su interior
aumenta la presión, pero esta
no varia debido al aumento de
su volumen.
El aumento de 1 atmosfera
por cada 10 metros que se
sumerge un buzo
La fabricación de los
diamantes artificiales.
Se realizan al
transformar las
piedras en un horno a
presión constante.
La fisión nuclear del sol y las estrellas

10. Formula y despejes:
Formula general
Despejes:
= Temperatura inicial
= Volumen inicial
= Temperatura final
= Volumen final
* Debido a que la ley de Charles menciona que la temperatura debe
de ser absoluta, se debe cuidar que este en grados kelvin.

11. Ejercicios
Calcula la temperatura absoluta ala cual se encuentra un gas que ocupa un volumen de 0.4 litros a una presión
de 1 atm, si a una temperatura de 45°C ocupa un volumen de 1.2 litros ala misma presión.
Datos: Formula: Calculos:
Se tiene un gas a una temperatura de 25°C y con un volumen de 70 cm³ a una presión de 586 mm de Hg. ¿Qué
volumen ocupara este gas a una temperatura de 0°C si la presión permanece constante?
Datos: Formula: Calculos:
= 45°C + 273 = 318°K
= 0.4 litros
= 1.2 litros
= ?
=
1.2 lt. (318°K)
0.4 lt.
= 954°K
= 25°C + 273 = 298°K
= 0°C + 273 = 273°K
= 70 cm³
= ?
=
273°K (70 cm³)
298°K
= 64.13 cm³

12. Proceso isocórico
También llamado isométrico o isovolumétrico, es aquel que se realiza a
volumen constante
“A un volumen constante y para un masa determinada de un gas, la
presión absoluta que recibe el gas es directamente proporcional a su
temperatura absoluta” Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850)

13. En la vida cotidiana:
Cuando cocinamos en una olla de presión
Disminuye el tiempo de cocción, pues sirve
como deposito para que la temperatura y la
presión aumenten en el interior conforme
transcurre el tiempo manteniendo su volumen
constante.
Un cilindro cerrado, cuyo pistón este fijo, si
aumentamos la temperatura, lo que
aumentara será la presión, sin embargo el
volumen permanecerá constante.

14. Los aerosoles Disolver azúcar en el café
La temperatura gas atrapado en
el interior de la llanta aumenta, y
el volumen permanece
constante.

15. Formula y despejes
Formula general
Despejes
= Presión inicial
= Temperatura inicial
= Presión final
= Temperatura final

16. Ejercicios
Una masa dada de gas recibe una presión absoluta de 2.3 atm, su temperatura es de 33°C y
ocupa un volumen de 850 cm³. Si el volumen del gas permanece constante y su temperatura
aumenta a 75°C ¿Cuál será la presión absoluta del gas?
Datos Formula Cálculos
Un gas encerrado en un recipiente mantiene una temperatura de 22°C y tiene una presión
absoluta de 3.8 atm ¿Cuál es la temperatura del gas si su presión absoluta es de 1.4 atm?
Datos Formula Cálculos
= 33°C + 273 = 306°K
= 75°C + 273 = 348°K
= 2.3 atm
= ?
=
348°K (2.3 atm)
306°K
= 2.6 atm
= 22°C + 273 = 295°K
= ?
= 3.8 atm
= 1.4 atm
=
295°K (1.4 atm)
3.8 atm
= 108.68 °K

17. Proceso Adiabático
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. El término adiabático hace referencia a
elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno.

18. Vida cotidiana
Al abrir una botella de champán
El champán tiene disuelto dióxido de carbono
producido de forma natural. Cuando abrimos la
botella disminuye la presión y el gas se expande
adiabáticamente, de nuevo disminuyendo su
temperatura y causando que el aire que se
encuentra ahí disminuya su temperatura,
alcanzando su punto de rocío y produciendo
microscópicas gotas que dan ese aspecto de
"humo" al vapor que emerge de la botella.
Los procesos adiabáticos son comunes en la
atmósfera: cada vez que el aire se eleva, llega
a capas de menor presión, como resultado se
expande y se enfría adiabáticamente.
El estampido sónico producido
cuando un avión sobrepasa la
barrera del sonido, es decir,
cuando se mueve más deprisa
de la velocidad del sonido en
ese medio.

19. Un termo para el café Experimento

20. Formula y despejes
∆U = Q – W
(en un proceso adiabático Q = 0)
∆U = -W
Q = ∆U + W
W = P ( - )
W = Q - ∆U
1 cal = 4.2 J ó 4.186
1J = 0.24 cal
∆U = Cambio de energía interna en Joules (J) o
calorías (cal)
Q = Calor suministrado al sistema en (J, cal)
W = Trabajo realizado en (J, cal)
P = Presión en (N/m²)
= Volumen inicial en m³
= Volumen final en m³

21. Ejercicios
Determine la variación en la energía interna de un sistema al recibir 500 calorías y realizar un
trabajo de 800 Joules.
Datos Formula Calculos
Un sistema varia su energía interna en 300 J al efectuarse un trabajo de -700 J. Determinar la
cantidad de calor que se transfiere en el proceso.
Datos Formula Calculos
Q = 500 cal
W = - 800 J
∆U = ?
Q = 500 cal * 4.2J/cal = 2,100 J
∆U = (2,100 J - (- 800 J))
∆U = 2,900 J
∆U = Q – W
W = -700 J
∆U = 300 J
Q = ?
Q = ∆U + W Q = 300 J + (-700 J)
Q = -400 J

22. Proceso Diatérmico
Un proceso diatérmico quiere decir que deja pasar el calor fácilmente.
Una interacción térmica es cualquier otro tipo de intercambio de energía,
en este caso la pared se denomina diatérmica.
Una pared diatérmica es aquella que permite la transferencia de energía
térmica (calor) pero, sin que haya transferencia de masa. El opuesto es
una pared adiabática que es la que impide la transferencia de energía en
forma de calor.
Un proceso diatérmico quiere decir que deja pasar el calor fácilmente.

23. En la vida cotidiana:
Al calentar agua o comida en una olla
El fuego que se encuentra por
debajo calienta el metal de la
olla, en este caso el metal es el
que permite el paso de calor y
se lo transmite al agua que esta
dentro de la olla.
Quemaduras por contacto
con algo caliente
El calentamiento de
los alimentos al
cocinarlos o el
enfriamiento de ellos,
por ejemplo el del té o
café
Cuando en un termómetro sube la
temperatura

24. Formulas y despejes
∆U = Q – W
Q = ∆U + W
W = P ( - )
W = Q - ∆U
1 cal = 4.2 J ó 4.186
1J = 0.24 cal
+Q = Cede
-Q = Recibe
∆U = Cambio de energía interna en Joules (J) o
calorías (cal)
Q = Calor suministrado al sistema en (J, cal)
W = Trabajo realizado en (J, cal)
P = Presión en (N/m²)
= Volumen inicial en m³
= Volumen final en m³
N/m² (m³) = Nm = J

25. Ejercicios
Determina la variación de energía interna de un sistema cuando sobre el se realiza un
trabajo de 50 J, liberando 20 cal al ambiente. En joules.
Datos Formula Calculos
En una maquina de vapor la caldera cuenta con 2 litros de agua (1 m³ = 1000 lt) se convierte
en 3234 litros de vapor cuando hierve a una presión constante de 0.1 atm, Calcular el
trabajo realizado por el sistema:
Datos Formula Calculos
Q = 20 cal = (-20cal)(4.186) = -83.72 J
W = 50 J = - 50 J
∆U = ?
∆U = Q – W ∆U = (-83.72 J) – (-50 J)
∆U = -33.72
= 2 lit, (2/1000) = 0.002 m³
= 3234 lit (3234/1000) = 3.234 m³
P = 0.1 atm = 1013 N/m²
W = P ( - ) W = 1013 N/m² ( 3.234 m³ – 0.002 m³ )
W = 32740.16 J