¿Qué es un proceso térmico?
¿Qué es un proceso adiabático?
¿Qué es un proceso isobárico?
¿Qué es un proceso isocórico?
¿Qué es un proceso isotérmico?
¿Cuál es la relación de cada uno de los procesos mencionados anteriormente con la primera ley de la termodinámica?
¿Cómo se relaciona la primera ley de la termodinámica con la meteorología?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
En termodinámica se designa como proceso adiabático a aquel en el cual el sistema termodinámico (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 proceso isotérmico.
El término adiabático hace referencia a volúmenes 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 de 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, que conlleva variaciones en volumen y temperatura. Los nuevos valores de las variables de estado pueden ser cuantificados usando la ley de los gases ideales.
Acorde con el primer principio de la termodinámica,
{\displaystyle \Delta U+W=0\qquad \qquad \qquad (1)}\Delta U+W=0\qquad \qquad \qquad (1)
donde U es la energía interna del sistema y W es el trabajo realizado por el sistema. Cualquier trabajo (W) realizado debe ser realizado a expensas de la energía U, mientras que no haya sido suministrado calor Q desde el exterior. El trabajo W realizado por el sistema se define como
{\displaystyle W=P\Delta V\qquad \qquad \qquad \qquad (2)}{\displaystyle W=P\Delta V\qquad \qquad \qquad \qquad (2)}
Si se relaciona el tema del proceso adiabático con las ondas, se debe tener en cuenta que el proceso o carácter adiabático solo se produce en las ondas longitudinales Joule, en su célebre experimento sobre expansión libre, demostró que la energía interna de un gas perfecto era independiente del volumen (V), o la presión (P), solo función de la temperatura.
Esta conclusión conduce a que, para un gas ideal:
{\displaystyle {\text{(a)}}\qquad dU=n\ C_{v}\ dT=\delta Q-\delta W}{\displaystyle {\text{(a)}}\qquad dU=n\ C_{v}\ dT=\delta Q-\delta W}
Pero en la expansión adiabática:
{\displaystyle {\text{(b)}}\qquad \delta Q=0;\qquad \delta W=P\ \delta V}{\displaystyle {\text{(b)}}\qquad \delta Q=0;\qquad \delta W=P\ \delta V}
Con lo que se obtiene la siguiente relación:
{\displaystyle {\text{(c)}}\qquad \delta U=n\ C_{v}\ \delta T=-P\ \delta V}{\displaystyle {\text{(c)}}\qquad \delta U=n\ C_{v}\ \delta T=-P\ \delta V}
En el gas ideal se cumple:
{\displaystyle P\ V=n\ R\ T}{\displaystyle P\ V=n\ R\ T}
{\displaystyle C_{p}-C_{v}=R}{\displaystyle C_{p}-C_{v}=R}
{\displaystyle \gamma =C_{p}/C_{v}}{\displaystyle \gamma =C_{p}/C_{v}}
Los valores {\displaystyle C_{p}}{\displaystyle C_{p}} y {\displaystyle C_{v}}{\displaystyle C_{v}} son función del número de átomos en la molécula.
Despejando {\displaystyle P}P y sustituyendo {\displaystyle P}P y {\displaystyle R}R en la Ec.(c) queda, la relación diferencial:
{\displaystyle {\text{(d)}}\qquad {\frac {dT}{T}}=-{\frac {\left(\gamma -1\right)\ dV}{V}}}{\displaystyle {\text{(d)}}\qquad {\frac {dT}{T}}=-{\frac {\left(\gamma -1\right)\ dV}{V}}}
E integrando entre los estados inicial y final:
{\displaystyle {\text{(e)}}\qquad {\frac {T_{f}}{T_{i}}}=\left({\frac {V_{i}}{
espero que te ayude
Explicación: