Procesos isobáricos

1. Proceso isobárico Procesos Termodinámicos 6° “J” TURNO: VESPERTINO TEMAS DE FISICA MAESTRO: ING. ERNESTO YAÑEZ RIVERA

2. Karina Danette Cortez Pavón Ariadna Lastra Ramírez Gabriela Fuentes Salvador Laura Vanessa Pérez Navarro Luis Fernando Torres Herrera Juan Daniel Díaz del Angel Integrantes:

3. Es el estudio de la transformación de energía térmica en energía mecánica así como el proceso inverso, la conversión de trabajo en calor. Primero recordemos… ¿Qué es la termodinámica?

4. Datos curiosos de la termodinámica: Se basa en la conservación de la energía. Ofrece teoría básica para entender y diseñar maquina térmicas. Ciencia desarrollada a principios del siglo XIX.

5. Podemos decir que esta ley es una repostulación del Principio de la Conservación de la energía. Aplicando esta ley a un proceso termodinámico obtenemos: Primera Ley de la termodinámica Δ U= Δ Q+ Δ W Δ U= Δ Q- Δ W

6. Δ Q= Variación del calor que entra o sale del sistema Δ U= Variación de energía interna Δ W= Variación de trabajo efectuado por el sistema o trabajo realizado sobre este. Donde: SISTEMA Q Δ U Δ W

7. Δ Q Es positivo cuando entra calor al sistema y negativo si sale de el. Δ W Es positivo si el sistema realiza trabajo y negativo si se efectúa trabajo de los alrededores sobre el sistema. Consideraciones:

8. Es cuando varia la presión, volumen o temperatura de algún sistema termodinámico, en este caso como experimenta un gas estas variables. Ahora bien… ¿Qué es un proceso termodinámico?

9. PROCESO ISOBÁRICO Existen varios tipos de procesos termodinámicos pero hablemos principalmente del:

10. Es aquel sistema termodinámico en el que se presenta una variación en volumen o temperatura y su presión permanece constante. ¿Qué es un proceso isobárico?

11. Proceso que se relaciona con la Ley de Charles, químico, físico aeronauta francés, realizo las primeras mediciones acerca de los gases que se expanden al aumentar la temperatura. Dato curioso:

12. El agua que hierve en un recipiente abierto a la atmósfera, la presión permanece constante, de tal forma que entre mayor sea la temperatura el volumen desprendido aumenta. Ejemplos

13. C uando una pelota conforme a los rayos del sol inciden sobre ella. Al inicio de la mañana presenta cierta presión, volumen y temperatura: conforme se calienta el aire, su interior aumenta la presión, pero esta no varia debido al aumento de su volumen.

14. Este proceso maneja una presión constante, un trabajo y volumen, si consideramos lo siguiente: Ahora bien: P =F/A W=F d F=PA Formula de presión Formula de trabajo W= P A d Sustituimos 2 en 1

15. Ahora si (Ad) es el volumen a que se ha comprimido un gas: Ad= Δ V=P(V -V i)   Sustituimos y tenemos que: W=P(V -V i)   ó T r=Pr(V -V i)   A continuación se presenta esta formula a detalle:

16. Tr =Pr(V -V i) Tr Trabajo mecánico J (joule) 1J=N m Pr Presión N/m² V𝑓 Volumen final m³ V i Volumen inicial m³ 1cal=4.2J 1 J=0.24cal Pa=Pascal 1Pa=N/m² 1atm=760mmHg=1.03x105N/m² Tr Trabajo mecánico J (joule) 1J=N m Pr Presión N/m² V𝑓 Volumen final m³ V i Volumen inicial m³ 1cal=4.2J 1 J=0.24cal Pa=Pascal 1Pa=N/m² 1atm=760mmHg=1.03x105N/m² ECUACION DEL PROCESO ISOBÁRICO

17. EJERCICIO RESUELTO APLICACIONES

18. Ejemplo. Proceso isobárico. Cierto gas sufre una expansión, por lo que varía su volumen de 1.8x10-4 a 4.7x10-4m³ pero mantiene una presión constante de 3.05x105 Pa. Si lo anterior fue consecuencia de haber suministrado 30 calorías, calcular: a) El trabajo desarrollado por el sistema. b) La variación de energía interna que experimentó. 1.Esquema 2. Datos Q=30cal Pr= 3.05x105 Pa Vi=1.8x10-4m³ Vf= 4.7x10-4m³ 3.Incógnita Tr=?J ∆Ei=?J 4.Ecuación Tr=Pr(Vf-Vi) ∆Ei=Q-Tr Q es positivo debido a que entra al sistema. El Tr es positivo ya que el sistema realiza trabajo sobre los alrededores.

19. 5. Conversiones 1cal=4.2J Q=30cal(4.2J/1cal)=126J 1Pa=N/ m² Pa=Pascal 6. Sustitución y operaciones Tr=Pr(Vf-Vi)=(3.05x105N/ m² )(4.7x10-4m³)=(3.05x105N/ m²)(2.9x10-4 m³)=88.45Nm=88.45J Es el trabajo que realizó la expansión del gas (sistema) sobre los alrededores. b) ∆Ei=Q- Tr =126J-88.45J=37.55J Al efectuarse expansión de las moléculas del gas aumentaron su energía interna consecuencia del calor suministrado. 7. Resultado a) Tr =88.45J b) ∆Ei=37.55J

20. La termodinámica estudia la transformación de calor en trabajo mecánico y viceversa, se rige por la conservación de la energía, postulado en la 1° Ley de la termodinámica, al mismo tiempo participa en el proceso isobárico, ya que este recibe una cantidad de calor, provocando una variación de energía interna y un trabajo del sistema o de los alrededores sobre el mismo. Su presión permanece constante, se rige por la Ley de Charles, este proceso termodinámico como los otros hacen posible que hoy en día existan diversas maquinas térmicas avanzadas. CONCLUSIÓN:

21. MAPA CONCEPTUAL

22. Termodinámica Proceso isobárico Presión constante Trabajo Sobre el sistema Por el sistema Variación energía interna Volumen Estudia el cambio de calor a trabajo y viceversa. 1° Ley de la termodinámica Calor Trabajo Ley de Charles Gas Procesos termodinámicos

23. GRACIAS POR SU ATENCIÓN