Transformaciones termodinámicas

Transformación isócora. En este tipo de transformación, el gas evoluciona desde el estado inicial hasta el estado final sin variar de volumen. Como no se produce expansión ni compresión del gas, no se realiza trabajo. En este caso: W = p · ΔV = 0 Q = ΔU = n · cv · ΔT Dado que V1 =n · R · T1/P1 y V2 = n · R · T2/P2 y que V1 = V2,tenemos que: T1/P1=T2/P2

Transformación isóbara

En este tipo de transformación, el gas evoluciona desde el estado inicial hasta el final sin variar de presión. Se produce una expansión del gas desde el estado inicial hasta el final. En este caso, el trabajo realizado por el gas se expresa así: W = p · ΔV = p · (V2 – V1) Q = n · cp · ΔT

Transformación isoterma

En este tipo de transformación, el gas evoluciona desde el estado inicial hasta el final sin modificar su temperatura. Cuando un gas pasa del estado inicial al final, se expande y realiza un trabajo. Como la temperatura no ha variado, tampoco lo ha hecho la energía interna (ΔU = 0), por lo que, de acuerdo con el primer principio: Q = W

Transformación adiabática

En este tipo de transformación, el sistema evoluciona desde el estado inicial hasta el final sin intercambio de calor. Como Q = 0, se cumple que: W = –ΔU = n · cv · ΔT El gas se expande desde el punto 1 al 2 produciendo trabajo y disminuyendo su temperatura.

Ciclo de Carnot

El ciclo de Carnot es un ciclo teórico, puesto que se supone reversible. Está formado por dos transformaciones isotérmicas y otras dos adiabáticas. El rendimiento del ciclo de Carnot es: η = 1 −T2/T1

Motores térmicos

La carrera (L) del pistón es el desplazamiento que éste realiza dentro del cilindro. La relación de compresión es la relación que existe entre el volumen del cilindro y el volumen de la cámara de combustión (Rc = V1 / V2). Los motores térmicos transforman la energía calorífica obtenida por combustión en trabajo útil (Q → W).

Máquinas frigoríficas

Las máquinas frigoríficas funcionan en sentido inverso a los motores térmicos: utilizan energía mecánica externa para conseguir energía calorífica (W → Q).