El mantenimiento de un sistema a calor constante: el proceso adiabático
En física, cuando se tiene un proceso en el que no fluye calor desde o hacia el sistema, se llama una proceso adiabático. La primera figura muestra un ejemplo de un proceso adiabático: un cilindro rodeado por un material aislante. El aislamiento impide que el calor fluya dentro o fuera del sistema, por lo que cualquier cambio en el sistema es adiabático.
Al examinar el trabajo realizado durante un proceso adiabático, se puede decir Q = 0, por lo
es igual a -W.
El signo menos se encuentra en frente de la W porque la energía para hacer el trabajo viene del propio sistema, por lo que haciendo los resultados del trabajo en una energía interna más baja.
Debido a que la energía interna de un gas ideal es T = (3/2)nRT, el trabajo realizado es el siguiente:
Video: PROCESO ADIABATICO -TERMODINÁMICA
dónde TF representa la temperatura final y Tyo representa la temperatura inicial. Así que si el gas funciona, que el trabajo proviene de un cambio de temperatura - si la temperatura baja, el gas no funciona en su entorno.
Se puede ver lo que es un gráfico de la presión en función del volumen se parece a un proceso adiabático en la segunda figura. La curva adiabática en esta figura, llamada adiabática, es diferente de las curvas isotérmicas, llamado isotermas. El trabajo se realiza cuando el calor total en el sistema es constante es el área sombreada bajo la curva.
Video: Proceso adiabático - Adiabatic Process
En expansión adiabática o compresión, se puede relacionar la presión inicial y volumen a la presión final y el volumen de esta manera:
presión constante dividida por la capacidad de calor específico de un gas ideal a volumen constante (capacidad de calor específico es la medida de la cantidad de calor que un objeto puede sostener):
¿Cómo se puede encontrar esas capacidades caloríficas específicas? Que viene a continuación.
Para averiguar la capacidad de calor específico, es necesario relacionar el calor, Q, y la temperatura, T. Por lo general, utiliza la fórmula
representa el cambio en la temperatura.
Para los gases, sin embargo, es más fácil hablar en términos de molar capacidad de calor específico, que viene dada por do y cuyas unidades son julios / mol-kelvin
Con capacidad de calor específico molar, se utiliza un número de moles, norte, en lugar thanthe masa, metro:
Para resolver DO, hay que tener en cuenta dos cantidades diferentes, doPAG (Presión constante) y doV (Volumen constante). resuelto por Q, la primera ley de la termodinámica establece que
el cambio en la energía interna de un gas ideal, es
Video: Trabajo en el Proceso Adiabático (Gas Ideal)
Por lo tanto, Q a volumen constante es la siguiente:
Ahora mira el calor a presión constante (QPAG). A presión constante, el trabajo (W) es igual
Por lo tanto, aquí está Q a presión constante:
Entonces, ¿cómo obtener los calores específicos molares de esto? Usted ha decidido que
que relaciona el intercambio de calor, Q, a la diferencia de temperatura,
Video: Termodinámica de gases ideales 6 - Procesos adiabáticos
a través de la capacidad de calor específico molar, do. Esta ecuación es válida para el intercambio de calor a volumen constante, QV, por lo que se escribe
dónde doV es la capacidad de calor específico a volumen constante. Ya tiene una expresión para QV, por lo que puede sustituir en la ecuación anterior:
A continuación, puede dividir ambos lados por
para obtener la capacidad de calor específico a volumen constante:
Si repite esto para el calor específico a presión constante, se obtiene
Ahora usted tiene la capacidad de calor específico molar de un gas ideal.
Para un gas ideal, se puede conectar la presión y el volumen en dos puntos a lo largo de una curva adiabática de esta manera:
