PRESENTACION Procesos Isobáricos MAESTRIA MAES TRIA ENSEÑANZA DE LA FISICA
Ing. Gabriel Castro R. e-mail:
[email protected] [email protected] AUTOR :
esor: Prof es
Msc.. JOR Msc JORGE GE FLOR FLORES ES H
Primera ley de d e la Termodinámica definición La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
(U = (Q - (W
En
cualqui cualq uier er pr proc oces esoo te term rmod odin inám ámic ico, o, el calor neto absorbido por un sistema es igual a la suma del equivalente térmico del trabajo rea eallizado por el si sisstema y el cambio en la energía interna del mismo
Diagrama P-V Cuando un proceso termodinámico implica cambios en el volumen y/o en la presión, el trabajo realizado por el sistema es igual al área bajo la curva en un diagrama P-V -V.. (W ! F ( x
P !
F
F ! PA @
A (W ! PA( x (W ! P (V
Cambio de Entropía en un proceso Isobárico Es
una propiedad de las sustancias que permite determinar la reversibilidad de los procesos. Se
define mediante la siguiente expresión: dS = (Q/ Q/T) T) re rev v
Para
los procesos reales, que son irreversibles, la segunda ley conduce a que dS > (Q/T) Por ello, los cambios de entropía permiten determinar si un proceso es reversible o no.
La función de estado cuya variación en un proceso determina en qué sentido tiene lugar, es la entropía (S). La mide el grado de desorden o de orden del sist si stem emaa y dep epen ende de ún únic icam amen ente te de lo loss es esta tado doss inicial y final de dicho sistema.
Numero
de moles
definición Un
mol de cualquier sustancia cont co ntie iene ne 6.0 6.023 23x1 x10 023 moléculas de esa sustancia y pesa la masa en gramos de la molécula de la que está compuesta la sustancia.
El
mol no es ninguna abreviatura. Mol es una unidad que está relacionada con la cantidad de sustancia que ten eneemos (átomos, molé lécculas, partículas en general). Para
determinar el número de moles de una sustancia se tiene entonces la siguiente formula: n = m/M Donde: n= numero de moles m= masa del compuesto (o elemento) M= peso molecular o peso atómico (según sea el caso).
Declarar que es calor específico a presión cte. El
calo calorr espe especí cífi fico co es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termo ermodi diná námi mico co par para el elev evar ar su tem empperat eratur uraa en una una unidad (kelvin o grado Celsius).
General Gener almen mentte es esta ta ca cant ntid idad ad es in inde depe pend ndie ient ntee de la temperatura y, por tanto, solo cambia con la masa del cuerpo considerado y con la composición química. El
calor especifico informa sobre la mayor o menor facilidad de las sustancias para aumentar su temperatura.
En
consecuencia, si es necesario suministrarle la energía ¨Q para que aumente su temperatura en ¨T, la capacidad calorífica (C) se escribirá: C
= ¨ Q ¨ T
Se mide en J/(kg · K) en el SI. También se puede expresar en cal/(g · °C). La cantidad de calor necesaria para que una masa m de una sustancia aumente su temperatura desde T 1 hasta T 2 se expresa entonces así: Q = m · ce · (T 2 - T 1) = m · ce · ¨T
cambio de temperatura TEMPERATURA
Toda la mat materi eria est está for formada mada por por par partícul ículaas en continua agitación:. incluso los sólidos, que a simple vista parecen estar en reposo, la tienen. En
los sólidos las vibraciones son pequeñas. Si la energía de agitación es muy grande, se pueden llegar a romper los enlaces entre las moléculas y entre los átomos. Las partículas se desenlazan y vibran libres, rotan, chocan entre si y contra las paredes del recipiente.
Este
estado de la materia se llama gaseoso. El gas trata de ocupar todo el volumen del recipiente que lo contiene: trata de expandirse. En
un gas la temperatura es una magnitud (algo que podemos medir) que se relaciona con la medida de la velocidad media con que se mueven las partículas (por lo tanto con su energía cinética o nivel de agitación). Por
lo tanto la temperatura no depende del número de partículas que se mueven sino de su velocidad media: a mayor temperatura mayor velocidad media. No depende por tanto de la masa total del cuerpo
La temperatura es una magnitud que refleja el nivel térmico de un cue uerrpo (su capacidad para ceder energía calorífica) y el calor es la energía que pierde o gana en ciertos procesos (es un flujo de energía entre dos cuerpos que están a diferentes temperaturas). Nivel
térmico es el nivel de agitación. Comparando los niveles térmicos sabemos hacia donde fluye el calor. La temperatura refleja refleja el nivel térmico de un cuerpo e indica el sentido en que fluye el calor.
Proceso isobárico Si la presión no cambia durante un proceso, se dice que este es un proceso isobárico.
Un
ejemplo, es la ebullición del agua en un recipiente abierto. Como el contenedor esta abierto, el proceso se efectúa a presión atmosférica constante.
Si no hay cambio de fase, una temperatura constante indica que no hay cambio en la energía interna.
(U !
0
(Q ! (W
Proceso Isobárico
W=P(V W=P(Vf-Vi) -Vi)
Un proceso termodinámico implica cambios en el volumen y/o presión. El trabajo realizado por el sistema es igual al área bajo la curva, diagrama P-V
Declarar el cambio de Entropía proceso isobárico Para
calcular las variaciones de entropía de un proceso real (irreversible) hemos de recordar que la entropía (como la energía interna) depende solamente del estado del sistema. Una va vari riac ació iónn de en entr trop opía ía cuando el sistema pasa de un estado A a otro B de equilibrio depende solamente del estado inicial A y del estado final B. Para
calcular la variación de entropía ¨S de un proceso irreversible entre dos estados de equilibrio, imag im agin inam amos os un pr proc oces esoo re reve vers rsib ible le en entr tree el es esta tado do inicial A y el estado final B y calculamos para este proceso
Escribir
la expresión matemática de la fórmula para el cambio de entropía para un proceso isobárico
Proceso Isobárico Reversible P=cte.
Si Cp es constante en el rango de T en que ocurre el proceso:
si no hay cambio de fase
