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PROCESO ISOCORICO

Los procesos isobárico e isocórico se encuentran dentro de los procesos: termodinámicos y  fisicoquímicos.

Dichas magnitudes deben tener bien definidos los estados inicial y final, estudiándose el paso de uno a otro para saber:

La transformación   o el cambio o evolución

Así, los procesos termodinámicos pueden tratarse como el resultado de la interacción de varios sistemas entre sí, con el fin de que entre ellos lleguen a un equilibrio.

Los procesos termodinámicos son cambios en los sistemas, donde las condiciones iniciales cambian debido a una perdida del equilibrio, convirtiéndose en condiciones finales.

Este proceso es también conocido como isométrico, o isovolumétrico, pues es el proceso termodinámico donde el volumen, en todo momento, permanece constante, ΔV=0, por lo cual no se realiza un trabajo presión-volumen, pues se define a dicho proceso como:

ΔW = PΔV,

de donde P, hace referencia a la presión.

W, es el trabajo, que en este caso es positivo, pues es ejercido por el sistema.

V, es el volumen.

—  Si aplicamos la primera ley de la termodinámica, o principio de conservación de la energía, que dice que todo sistema termodinámico que se encuentra en estado de equilibrio, posee una variable de estado, denominada energía interna (U), podemos deducir que Q ( variación de energía o calor del sistema, medido en Kcal) para un proceso isocórico es:

—  Q = ΔU,

—  lo que refleja que todo el calor que se le transfiere al sistema, queda en el sistema en forma de su energía interna, U.

ejemplo:

—  Un proceso isocórico o isócoro es en el que no varía el volumen del sistema, pero sí su presión y/o temperatura.

Son procesos isocóricos, por ejemplo, cocinar en una olla a presión o disolver azúcar en el café. 

—  Un proceso isócoro es un proceso a volumen constante, como el ejemplo anterior, suponte un cilindro cerrado, cuyo pistón este fijo, si aumentamos la temperatura, lo que aumentara será la presión, sin embargo el volumen permanecerá constante.

ADIABÁTICO

Se dice de la transformación termodinámica que un sistema(generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no haya intercambio de calor con otros sistemas.

Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isotrópico.

 Isotrópico: Característica de los cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección.

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) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.

Existen, tres relaciones en el enfriamiento adiabático del aire:

La relación ambiente de la atmósfera, que es la proporción a la que el aire se enfría a medida que se gana altitud.

La tasa seca adiabática, es de unos -1° por cada 100 metros de subida.

La tasa húmeda adiabática, es de unos -0,6° - 0,3º por cada 100 metros de subida.

Proceso isobárico

—  El procesos isobárico se encuentran dentro de los procesos termodinámicos que estudia la fisicoquímica, donde se trata la evolución de las magnitudes termodinámicas en un sistema físico concreto.

—  Dichas magnitudes deben tener bien definidos los estados inicial y final, estudiándose el paso de uno a otro para saber la transformación, cambio u evolución que experimenta la magnitud determinada. Así, los procesos termodinámicos pueden tratarse como el resultado de la interacción de varios sistemas entre sí, con el fin de que entre ellos lleguen a un equilibrio.

—  Los procesos termodinámicos son cambios en los sistemas, donde las condiciones iniciales cambian debido a una perdida del equilibrio, convirtiéndose en condiciones finales.

—  Un ejemplo de un proceso isobárico es la ebullición del agua en un recipiente abierto. Como el contenedor está abierto, el proceso se efectúa a presión atmosférica constante. En el punto de ebullición, la temperatura del agua no aumenta con la adición de calor, en lugar de esto, hay un cambio de fase de agua a vapor.

—  Cuando un sistema termodinámico experimenta un proceso isobárico, pasando del estado definido por las variables p y V1, al estado definido por p y V2, el trabajo que se realiza viene dado por W = p(V2 - V1). El trabajo realizado por el sistema es positivo cuando el incremento de volumen es positivo; se efectúa trabajo sobre el sistema termodinámico si el incremento de volumen es negativo.

—  En cambio, en la siguiente gráfica se representa V frente a T, donde se pueden apreciar diferentes líneas rectas; cada una de ellas refleja a una isobara, donde varían los valores de volumen y temperatura de una a otra.

EJEMPLO DE PROCESO ISOBARICO

—  Un sistema que contiene un gas tiene una presión inicial de 1.28x10E4Pa y ocupa un volumen de 0.25m3. Se le adicionan 200 calorías de calor al sistema para producir una expansión isobárica a un volumen de 0.3m3, ¿Cuanto trabajo realiza el sistema?¿Cual es el cambio en la energía interna del gas?
como se conoce el valor de la presión y el cambio en el volumen del gas, simplemente se aplica la ecuación(2.4). recuerda que 1Pa=1 n/m2.

Formula:
w=P(Vf-Vi)
=128x10E4N/M2(0.3m3-0.25m3)=0.064x10E4Nm

leyes de termodinamica

La termodinámica es la rama de la física que estudia los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscópico. También podemos decir que la termodinámica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA.

Establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

E_entra − E_sale = ΔE_sistema

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA

Existen diferentes formas de enunciar la segunda ley de la termodinámica, pero en su versión más simple, establece que

“el calor jamás fluye espontáneamente de un objeto frío a un objeto caliente”.

Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario.

esta forma, la segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio.

Tercera ley de la termodinámica

La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”.

Procesos termodinámicos

Se dice que un sistema pasa por un proceso termodinámico, o

transformación termodinámica, cuando al menos una de

las coordenadas termodinámicas no cambia. Los procesos más

importantes son:

Procesos isotérmicos: son procesos en los que la temperatura no cambia.

Procesos isobáricos: son procesos en los cuales la presión no varía.

Procesos isócoros: son procesos en los que el volumen permanece constante.

Procesos adiabáticos: son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.