GAS IDEAL
Generalización de los experimentos:• Boyle-Mariotte• Gay-Lussac• Charles - Amontons
Gas tal que sus moléculas no presentan interacciónes mutuas y se considera que sus componentes no tienen un volumen específico
Ecuación de estado:
P: Presión V: VolumenT: Temperatura N: Número de molesRu: Constante universal de los gases
Otras formas de escritura:
Si posteriormente, el gas ideal se encuentra en el estado final 2:
Dividiendo miembro a miembro:
Si el gas ideal se encuentra en el estado inicial 1:
• Si el proceso es isotérmico:
• Si el proceso es isocórico:
Boyle-Mariotte
Gay-Lussac
• Si el proceso es isobárico:Charles - Amontons
Cuál es el grado de validez de esta aproximación?
Factor de compresibilidad
Si un gas SIEMPRE se comportara como GI, entonces para un proceso a T=Cte, Pv=Cte
Pv tiende a un único valor, independiente del gas para una temperatura dada
Superficie PvT para un gas ideal
Ecuación de estado energéticaPara un sistema simple, compresible, se tiene
Experiencia de Joule
VacíoPared
adiabática
Proceso isoenergético
Si tenemos en cuenta el llamado coeficiente de Joule (en la aproximación de GI): variación de T al variar el V en un proceso isoenergético
Sabemos que, si u, v y T son variables:
Si despejamos:
Para un gas ideal:
Así que:
Válido para cualquier proceso, se a V=Cte o no
Para ENTALPIA:
Para un gas ideal se tiene:
Sustituyendo:
Relación de Mayer, solo para GI
DEFINICION:
Coeficiente adiabático
Capacidades térmicas específicas
Para un GI monoatómico:
Para un GI diatómico:
Procesos cuasiestáticos en un GIProceso isocórico:
Proceso isobárico:
Proceso isotérmico:
Proceso adiabático:
Proceso PolitrópicoProceso cuasiestático cuya ecuación es:
Algunos ejemplos:
Se pueden presentar procesos con valores diferentes de n
Proceso politrópico: Proceso a capacidad calórica constante
Proceso a lo largo del cual la temperatura del gas varía proporcionalmente con el calor intercambiado con el entorno o generado en el interior del sistema por fricción.
Sustituyendo en la primera ley,
Pero,
Así que,
Dividiendo miembro a miembro,
Por analogía,
Si cv es Cte, como c=Cte entonces n=Cte
Si se sustituyen las diferentes funciones de estado, se pueden obtener diferentes ecuaciones diferenciales:
Si se calcula el trabajo realizado durante este proceso:
En función de las otras variables:
La interacción térmica:
También:
Donde:
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