El documento presenta información sobre procesos isotérmicos. Explica que en un proceso isotérmico la temperatura permanece constante, lo que permite que la variación de volumen y presión se realice de manera muy lenta manteniendo el equilibrio térmico. También resume que la segunda ley de la termodinámica establece qué procesos pueden ocurrir naturalmente y que solo permite ciertas conversiones de energía de acuerdo a la primera ley.
1. Integrantes:
Aguilar Rodríguez David Alexis
García Mejía Gladis
Hernández Muñoz Daniela
Hernández Rodríguez Brenda
Moreno Rojas Wendy
Yepez Morales Ericka Montserrat
2.
3. La expansión isoterma de un gas ideal
puede llevarse a cabo colocando
el gas en contacto térmico con otro
sistema de capacidad calorífica muy
grande y a la misma temperatura que el
gas; este otro sistema se conoce como
foco caliente. De esta manera el calor se
transfiere muy lentamente, permitiendo
que el gas se expanda realizando trabajo.
Como la energía interna de un gas ideal
sólo depende de la temperatura y ésta
permanece constante en la expansión
isoterma, el calor tomado del foco es igual
al trabajo realizado por el gas: Q = W.
Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores
sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las
isotermas de un gas ideal en un diagrama p-V, llamado diagrama de Clapeyron,
son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es p•V = constante.
Proceso isotérmico. Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al
cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho
cambio de temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión
de un gas ideal en contacto permanente con un termostato
4.
5. El problema pide que se determine el trabajo de un proceso cuasi estático
isotermo en el que se dobla la presión. En general el trabajo será:
Donde es la presión exterior al sistema. Como el proceso es cuasi
estático la presión exterior y la del gas coinciden en todo momento y se tiene
que:
6. El problema de esta integral es que se integra en el volumen pero se
conocen los valores límites --inicial y final-- de la presión.
Es absurdo calcular los volúmenes inicial y final puesto que la ecuación
de estado es cuadrática en la presión.
Es más conveniente cambiar la variable de integración del volumen a la
presión.
Matemáticamente es hacer un cambio de variable por . Al
hacer este cambio, como la temperatura es constante se tiene que:
Por lo tanto:
10. La segunda ley afirma que no es posible construir una máquina capaz de
convertir por completo, de manera continua, la energía térmica en otras
formas de energía.
La segunda ley de la termodinámica establece cuales procesos de la
naturaleza pueden ocurrir o no.
De todos los procesos permitidos por la primera ley, solo
ciertos tipos de conversión de energía pueden ocurrir. Los siguientes son
algunos procesos compatibles con la primera ley de la termodinámica, pero
que se cumplen en un orden gobernado por la segunda ley.
Ejemplo:
1) Cuando dos objetos que están a diferente temperatura se ponen en
contacto térmico entre sí, el calor fluye del objeto más cálido al más frío,
pero nunca del más frío al más cálido.
2) La sal se disuelve espontáneamente en el agua, pero la extracción de
la sal del agua requiere alguna influencia externa.
11.
12. Proceso Isotérmico
Es aquel donde la La segunda ley dice que
temperatura permanece es imposible convertir la
constante energía térmica
Para que este constante,
las variaciones y volumen También establece que
deben realizarse muy fenómenos pueden
lentamente ocurrir en la naturaleza
Así se mantiene el La primera ley solo es la
equilibrio térmico conversión de energia
en algunos procesos
13. La ley termodinámica es la que no
encuentra posible que exista un maquina
que convierta algo por completo, solo
algunas conversiones de energía podrían
pasar.
