El mantenimiento de un sistema a temperatura constante: el proceso isotérmico
Video: PROCESO ISOTERMICO EQUIVALENCIA ENTRE TRABAJO Y CALOR -TERMODINAMICA
En física, cuando la temperatura se mantiene constante a medida que el cambio otras cantidades, que tiene lo que se llama una sistema isotérmico. El aparato notable en la primera figura muestra un ejemplo de un sistema isotérmico.
Está especialmente diseñado para mantener la temperatura de la constante de los gases cerrado, incluso cuando el pistón sube. Cuando se aplica calor a este sistema, el pistón sube o baja lentamente de tal manera que se mantenga el producto de la constante veces el volumen de presión. Porque PV = nRT, la temperatura se mantiene constante también. (Recuerda eso norte es el número de moles de gas que se mantiene constante, y R es la constante de los gases.)
¿Cómo se ve el trabajo como como los cambios de volumen? Porque PV = nRT, la relación entre PAG y V es
Se puede ver esta ecuación representada gráficamente en la segunda figura, que muestra el trabajo realizado como el área sombreada bajo la curva. Pero qué diablos es esa área?
El trabajo realizado en un proceso isotérmico está dada por la siguiente ecuación, donde En es el logaritmo natural (En en su calculadora), R es la constante de los gases
VF es el volumen final, y Vyo es el volumen inicial:
Debido a que la temperatura se mantiene constante en un proceso isotérmico y debido a la energía interna de un gas ideal es igual a (3/2)nRT, la energía interna no cambia. Por lo tanto, se encuentra que el calor es igual al trabajo realizado por el sistema:
Si usted se sumerge el cilindro que se ve en la primera figura en un baño de calor, ¿qué pasaría? El calor, Q, fluiría dentro del aparato, y porque la temperatura del gas permanece constante, todo lo que el calor se convertiría en el trabajo realizado por el sistema.
Decir que usted tiene un mol de helio para jugar con en un día lluvioso de la temperatura de 20 grados centígrados, y para la diversión decide ampliarlo a partir Vyo = 0,010 m3 a VF = 0,020 m3. ¿Cuál es el trabajo realizado por el gas en la expansión? Todo lo que tiene que hacer es conectar los números:
El gas hace 1.690 julios de trabajo. El cambio del gas en energía interna es 0 julios, como siempre en un proceso isotérmico. Y porqué Q = W, el calor añadido al gas es también igual a 1.690 julios.
Video: Termodinámica de gases ideales 4 - Procesos isotermos
He aquí otro ejemplo. Decir que te dan 2,0 moles de gas hidrógeno a una temperatura de 600 grados Kelvin para su cumpleaños. La ampliación del gas de un volumen de 0,05 metros cúbicos a 0,10 metros isotérmica, uno se pregunta cuánto trabajo hace que el gas, para que pueda obtener a cabo en el portapapeles. El trabajo realizado por un gas ideal durante la expansión isotérmica es
La conexión de los números y hacer las matemáticas le da
Por lo que el gas hace 6.900 julios de trabajo durante su expansión.
¿Qué pasa con el cambio en la energía interna del gas? Usted sabe que el cambio en la energía interna es
la expansión isotérmica.