Aporte Trabajo Colaborativo2 Termodinamica

3. RESUMEN DE FÓRMULAS PRINCIPALES

Ley de joule U=F(T)

Integración de ecuaciones son: V_2-V_1= ∫_(T_1)^(T_2)▒〖C_v.dT〗

H_2-H_1= ∫_(T_1)^(T_2)▒〖C_p.dT〗

Procesos isotérmicos para un gas ideal W= -Q= -n.R.T In V_2/V_1

Variación de entalpía para el mismo proceso: ∆H=∆∪+∆(P.V)=0+∆(n.R.T)=0

Si la expansión sea libre (contra vacío) el problema se simplifica notablemente ya que W = 0, por ser isotérmico ΔU = 0, por consiguiente Q = 0, y nos queda:

∆H=∆∪+∆(P.V)=0

Procesos adiabáticos para un gas ideal δW=d∪=n.C_v.dT

Para un gas ideal C_v es una constante y se puede efectuar la integración directamente W_adiabático=∪_2-∪_1=n.C_v (T_2-T_1)

Proceso reversible de la transformación adiabática W_adiabático= (n.C_v)/(n.R) P_1 V_1- P_2 V_2

Para conocer las temperaturas y volúmenes iniciales o finales para un proceso adiabático y reversible. Veamos el cálculo de energía para este tipo de proceso era: dU = W = 0; reemplazando a la energía interna y al trabajo por sus valores:

n.C_v.dT= -P.dV

Para poder integrar debemos reemplazar en P:

P= (n.R.T)/V

n.C_(v.) dT= (-n.R.T)/V.dV

Al reorganizar los términos se obtiene:

C_v/R. dT/T=-dV/V

De otra manera:

1/(y-1). dT/T+ dV/v=0

Efectuando la información queda:

T_1 V_1^1=T_2 V_2^2=Constante

Esta ecuación puede expresarse también en función de P y V obteniéndose:

P.V=Cte,osea P_(1 ) V_1= P_2 V_2

Esta ecuación en su forma diferencial se conoce con el nombre de Ecuación de Laplace:

dP/P+γdV/V=0

Para la expresión en función de temperatura y presión nos resulta la ecuación:

P^(1-).T=Cte

Estas ecuaciones son válidas para procesos reversibles.

SEGUNDA LEY DE TERMODINAMICA

la eficiencia de una máquina térmica se puede expresar mediante la relación η=W/Q_c

Al aplicar la primera ley de obtiene: W=Q_c-Q_f

Ecuación muy útil para determinar la eficiencia de una máquina térmica η= (Q_c-Q_f)/Q_c → η=1-Q_f/Q_c

TRANSFORMACIONES CICLICAS CON DOS FOCOS TERMICOS

La ecuación para el ciclo Q_1+Q_2+W=0

Esta última ecuación debe ser reordenada, de acuerdo con nuestra intención, esto es que el sistema termodinámico produzca trabajo. En consecuencia, el signo de W es negativo así podemos reescribir la ecuación:

Q_1+Q_2=-W

La eficiencia de la máquina será el cociente entre el calor absorbido Q1, y el trabajo realizado, W. La eficiencia o rendimiento térmico es representada por η. Así, nos queda que:

η= W/Q_1 Eficiencia térmica de la máquina

Ciclo Carnot inverso

Para hacer el estudio de la variación de energía interna para el sistema hay que tener en cuenta

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