GASES

Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio (nube). Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases, las fuerzas gravitatorias y de atracción entre partículas, resultan insignificantes.

Existen diversas leyes que relacionan la presión, el volumen y la temperatura de un gas.

PROCESOS TERMODINÁMICOS

Termodinámica.- Parte de la física que estudia las relaciones existentes entre los fenómenos dinámicos y los caloríficos.

Trata de la transformación de la energía mecánica en calor y del calor en trabajo. También describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía.

La termodinámica estudia los sistemas que se encuentran en equilibrio. Esto significa que las propiedades del sistema—típicamente la presión, la temperatura, el volumen y la masa— son constantes.

Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico en equilibrio puede describirse mediante propiedades medibles como la temperatura, la presión o el volumen, que se conocen como variables termodinámicas. Es posible identificar y relacionar entre sí muchas otras variables (como la densidad, el calor específico, la compresibilidad o el coeficiente de expansión térmica), con lo que se obtiene una descripción más completa de un sistema y de su relación con el entorno.

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 es un ejemplo de proceso isotermo, y 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 ISOBÁRICO

Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. En él, el calor transferido a presión constante está relacionado con el resto de variables mediante:

Donde:

  Q = Calor transferido.

  U = Energía Interna.

  P = Presión.

  V = Volumen.

En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.

Un ejemplo de un proceso isobárico es la ebullición del agua en un recipiente abierto. Como el contenedor está abierto, el proceso se efectúa a presión atmosférica constante. En el punto de ebullición, la temperatura del agua no aumenta con la adición de calor, en lugar de esto, hay un cambio de fase de agua a vapor.

PROCESO ISOCÓRICO

Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; ΔV = 0. Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se define como:
ΔW = PΔV,
donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).
Aplicando la primera ley de la termodinámica, podemos deducir que Q, el cambio de la energía interna del sistema es:
Q = ΔU

para un proceso isocórico: es decir, todo el calor que transfiramos al sistema quedará a su energía interna, U. Si la cantidad de gas permanece constante, entonces el incremento de energía será proporcional al incremento de temperatura,

Q = nCVΔT

donde CV es el calor específico molar a volumen constante.

En un diagrama P-V, un proceso isocórico aparece como una línea vertical. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final. De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio (mecánico, térmico y/o material) entre si.

De una manera menos abstracta, un proceso termodinámico puede ser visto como los cambios de un sistema, desde unas condiciones iniciales hasta otras condiciones finales, debidos a la desestabilización del sistema.

Ejemplo:

¿Cuando se incrementa la energia interna de 10g de hielo que esta a cero grados centigrados cuando se transforma en agua manteniendo el volumen constante?

como el proceso es isocorico, ya que no cambia el volumen, entonces w=0 y de acuerdo con la primera ley de la termodinámica la cantidad de calor ganado por el hielo es igual al cambio en su energia interna, es decir: Q= ΔU . Ahora bien, el calor de fusion del hielo es Q=mLf. en donde Lf=80cal/g.

sustituimos valores en la relación anterior:

   Q=(10g)(80cal/g)=800cal

por tanto, el cambio en la energía interna es:

   ΔU=Q=800cal 4.19J/1cal=3352J

PROCESO ADIABATICO

En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquél en el cual el sistema (generalmente, un fluido que realiza un trabajo) no intercambia calor con su entorno. Un proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El extremo opuesto, en el que tiene lugar la máxima transferencia de calor, causando que la temperatura permanezca constante, se denomina como proceso isotérmico.

El término adiabático hace referencia a elementos que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada se aproxima bastante a un límite adiabático. Otro ejemplo es la temperatura adiabática de llama, que es la temperatura que podría alcanzar una llama si no hubiera pérdida de calor hacia el entorno. En climatización los procesos de humectación (aporte de vapor de agua) son adiabáticos, puesto que no hay transferencia de calor, a pesar que se consiga variar la temperatura del aire y su humedad relativa.

El calentamiento y enfriamiento adiabático son procesos que comúnmente ocurren debido al cambio en la presión de un gas. Esto puede ser cuantificado usando la ley de los gases ideales.

PROCESO DIATERMICO

·         Un proceso diatérmico quiere decir que deja pasar el calor fácilmente.

·         Una interacción térmica es cualquier otro tipo de intercambio de energía. En este caso la pared se denomina diatérmica.

·         Diatérmico también puede entenderse por isotérmico , significa que no hay cambio de temperatura debido a una pared diatérmica que aísla el sistema del medio ambiente

·         En cuanto diatérmicos se refieren a que el sistema tiene un intercambio de energía con los alrededores, un ejemplo, nosotros, los seres humanos, somos sistemas diatérmicos, ya que estamos intercambiando energía con nuestro ambiente

·         Una pared diatérmica es aquella que permite la transferencia de energía térmica (calor) pero, sin que haya transferencia de masa. El opuesto es una pared adiabática que es la que impide la transferencia de energía en forma de calor. 

·         Cualquier superficie real es una superficie diatérmica, por ejemplo, un vaso, los    muros de una casa, etc., todos en mayor o menor grado permiten la transferencia de calor.

Monica y Roberto un amor verdadero

Cuenta la historia que en un pueblo muy pequeño había una pareja muy enamorada que no podía estar junta debido a que el papá de Roberto no quería que su único hijo se casara y por lo tanto se separara de él así que llamo al brujo Renaldo para que hechizara a su hijo y le perdiera el amor a Mónica. Pasaron los días y ella un extraño comportamiento en Roberto como si ya no le importara.

Mónica no comprendía porque ese cambio tan repentino en el, así que decidió buscar a Walter Mercado un viejo amigo, el cual era hechicero, y así descubrió que Roberto estaba bajo un hechizo muy poderoso el cual solo se podía romper con una poción mágica que este le daría, el cual estaba preparado con sangre de águila blanca, tres pelos de león y una sustancia desconocida que solo él sabía que era. Una vez que su viejo amigo le dio la poción se dirigió a casa de su amado (Roberto), este la recibió y la invito a pasar, Roberto le invito un trago (buchana'ns 21) y esta lo aceptó.

Empezaron a platicar y Mónica aun seguía viendo un extraño comportamiento en Roberto, pero esta no encontraba la manera de ponerle la poción en la bebida, no fue hasta que él se descuido y ella le vació la poción como Walter le avía indicado. Cuando Roberto regresa y se toma su copa, empieza a sentir nuevamente una atracción por su amada y es ahí cuando Mónica descubre que dicha poción resulto efectiva, esta le empieza a explicar que estaba bajo un hechizo que le habían puesto pero no sabía quien había sido el autor de dicho acto. 

El padre al ver que Mónica había luchado por no perder el amor de su hijo les confiesa que él fue quien lo hechizo para que no se fijara mas en ella, pero que estaba muy arrepentido pidiendo así el perdón de los dos, estos lo perdonaron, se casaron y vivieron felices para siempre.

FIN