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PROCESOS EN UN GAS IDEAL

Los procesos en un gas ideal son importantes para entender el funcionamiento de motores y refrigeradores. Hay por lo menos cuatro tipos de procesos que se pueden realizar.

Ley general de los gases

La ley general de los gases resume los resultados de la ley de Boyle y la ley de Charles, esta ley establece que.

pV = nRT

donde p es la presión, V el volumen del gas, T la temperatura, n el número de moles y R es la constante general de los gases (R = 8.31 J/mol K)

Para un gas ideal también se cumple que 

Cp = CV + nR

CV = (3/2) nR

Cp = (5/2) nR

1era Ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica establece que el cambio en la energía interna de un gas es igual a la diferencia en tre el calor agregado al sistema y el trabajo realizado.

DU = Q - W

Proceso isitérmico

En este proceso no hay cambio en el valor de la temperatura del gas y por lo tanto tampoco cambia la energía interna. El trabajo realizado es igual al calor que entra o sale del gas. El trabajo lo podemos calcular con:

W = nRT ln(Vf /Vi )

Proceso iscocórico

Un proceso isocórico es aquel que se lleva a cabo a volumen constante. En este procesos no se realiza trabajo y el calor que fluye es igual al cambio en la energía interna. El flujo de calor es en este caso

dQ = CV dT

Proceso isobárico

Un proceso isobárico se efectúa a presión constante. El trabajo esta dado por:

W = p(Vf  - Vi )

Y el calor que fluye esta dao por:

dQ = Cp dT

Proceso adiabático

Los procesos adiabáticos ocurren cuando el flujo de calor del o hacia el sistema a sus alrededores es cero. En este caso se cumple que:

pV g  =  cte.

donde g = Cp /CV = 1.67 para un gas ideal.

El siguiente applet permite manipular un cilindro de gas con un pistón y llevar a cabo diferentes procesos en el gas. Seleccione el tipo de proceso: isotérmico, adiabático, isobárico o isovolumétrico. Realice el proceso desplazando el pistón con el mouse (haga clic en el vástago y arrastre) o bien agregando o quitando calor (haga clic sobre la doble flecha y arrastre). Si desea borra las trayectorias dibujadas presione "Borrar", también se borra los valores de trabajo y calor acumulados. Se desea reiniciar el applet presione "iniciar".