Proceso isocrático: conceptos, fórmulas, cálculos, ejemplos

¿Qué es el trámite isométrico?

Una especie de Proceso de isovolumen es cualquier desarrollo de características termodinámicas en el que el volumen permanece incesante. Estos procesos asimismo se conocen generalmente como isométricos o isométricos. En general, el proceso termodinámico tiene la posibilidad de tener sitio a presión constante, por lo que se denomina proceso isobárico.

Si ocurre a temperatura constante, en un caso así hablamos de un desarrollo isotérmico. Si no hay trueque de calor entre el sistema y el medio ambiente, lo llamamos adiabático. No obstante, si el volumen es incesante, diríase que el desarrollo de producción es isovolumétrico.

Con los métodos isovolumétricos, podemos decir que el trabajo presión-volumen en estos métodos es cero, puesto que resulta de la presión multiplicada por el incremento de volumen.

Además de esto, el proceso de volumen constante se representa en el diagrama termodinámico presión-volumen como una línea vertical recta.

Fórmulas y cálculos

Primeros principios de la termodinámica

En termodinámica, el trabajo se calcula a través de la siguiente expresión:

W = P ???? ¿una suerte de? ? ? ?Voltio

En esta expresión, W es el trabajo medido en julios, P es la presión medida en Newtons por metro cuadrado y V es el cambio o incremento de volumen medido en metros cúbicos.

Asimismo, los llamados primeros principios de la termodinámica determinan:

¿Una suerte de? ? ? ? U = Q ???? grande

En esta fórmula, W es el sistema o el trabajo efectuado en el sistema, Q es el calor absorbido o emitido por el sistema y ¿Una especie de? ? ? ?TúÂ es el cambio de energía de adentro del sistema. En este caso, los tres órdenes de intensidad se manifiestan en julios.

Dado que el libro está vacío durante el desarrollo isométrico, el resultado es:

¿Una especie de? ? ? ? U = Qvoltio    (pues? ???? V = 0, por lo tanto W = 0)

En otras palabras, el cambio de energía interna del sistema se debe totalmente al trueque de calor entre el sistema y el medioambiente. En un caso así, el calor transferido se llama calor de volumen constante.

Proceso isométrico

La aptitud calorífica de un objeto o sistema resulta de la división de la energía en forma de calor que se transfiere al objeto o sistema y del cambio de temperatura que sufre en un determinado proceso.

En el momento en que el desarrollo es a volumen incesante, hablamos de aptitud calorífica a volumen constante, indicado C.v (Capacidad de calor molecular).

En este caso, se llena:

pedirv = n ???? VStu mismo ¿Una suerte de? ? ? ?en el

En un caso así, n es el número de moles y C.v Es la aptitud calorífica molar a volumen constante citada previamente y T es el incremento de temperatura experimentado por el cuerpo o sistema.

Ejemplo períodico del desarrollo Isovolum

Uno puede imaginarse fácilmente un proceso isométrico, solo piense en un desarrollo en el que ocurre un volumen constante, esto es, el contenedor con el material o el sistema de materiales no cambia de volumen.

Un caso de muestra podría ser el gas negado (idealmente) en un envase cerrado, cuyo volumen no se puede cambiar por ningún procedimiento de calentamiento. Suponga que hay gas en una botella.

Como se mentó previamente, la transferencia de calor al gas finalmente lleva a un incremento o incremento de su energía interna.

El proceso inverso consiste en encerrar el gas en un recipiente cuyo volumen no se puede cambiar. En el momento en que el gas se enfría y emite calor al medioambiente, la presión del gas disminuye y el valor energético interno del gas disminuye.

El período ideal de Otto

El ciclo Otto es una situación ideal para bicicletas utilizadas por máquinas de gasolina. Sin embargo, originalmente se usó para máquinas que utilizaban gas natural u otros combustibles gaseosos.

En todo caso, el período ideal de Otto es un caso de muestra atrayente de proceso isovolumétrico. Ocurre cuando la mezcla de gasolina y aire se quema de repente en una locomotora diesel.

En este caso, la temperatura y la presión del gas en el cilindro incrementan mientras que el volumen permanece igual.

Ejemplos prácticos

Primer ejemplo

Para un gas (ideal) encerrado en un cilindro con un pistón, indique si el siguiente es un ejemplo de un proceso isovolumétrico.

¿a? ? ? ? Haga 500J de trabajo con gas.

En un caso así, no se trata de un proceso de volumen constante, pues para trabajar sobre el gas, hay que comprimir para cambiar su volumen.

¿a? ? ? ? Mover el pistón horizontalmente expande el gas.

Asimismo, no será un proceso isométrico, en tanto que la expansión de un gas significa un cambio de volumen.

¿a? ? ? ? El pistón del cilindro está fijo y el gas se enfría.

En un caso así, es un proceso isométrico porque el volumen no cambia.

Segundo ejemplo

Determine el cambio en la energía interna que experimenta el gas en un envase con un volumen de 10 L a una presión de 1 atmósfera. Si su temperatura sube de 34 ° C a 60 ° C durante el proceso isovolumétrico, va a conocer su calor molar concreto. vs.v = 2,5la resistencia (existir la resistencia = 8,31 J / mol K).

Dado que este es un proceso de volumen constante, los cambios de energía internos solo ocurren debido al calor añadido al gas. Esto está determinado por la siguiente fórmula:

pedirv = n ???? VStu mismo ¿Una especie de? ? ? ?en el

Para calcular la cantidad de calor suministrado, primero debe calcular la proporción de moles de gas en el envase. Para realizar esto, debemos usar la ecuación del gas ideal:

PAG ??? V = n ??? R ??? muchos

En esta ecuación, n es el número de moles, R es una constante con un valor de 8.31 J / mol K, T es la temperatura, P es la presión del gas, medida bajo presión atmosférica, y T está en Kelvin.

Resuelva para n y consiga:

n = R ??? T / (P ??? V) = 0,39 mol

de forma que:

¿Una suerte de? ? ? ? U = × Qvoltio  = n ???? VStu mismo ¿Una especie de? ? ? ? = T = 0.39 ??? 2.5 ??? 8.31 ??? 26 = 210,65 julios

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