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Descripción
Mapa Mental por diego zuluaga, actualizado hace más de 1 año
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Creado por diego zuluaga
hace alrededor de 9 años
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Tema 5: Teoría cínetica de los gases
(Serway & Jewett Jr., 2008)
- Durante la carrera de compresión de cierto motor de gasolina, la presión aumenta de 1.00 atm a
20.0 atm. Si el proceso es adiabático y la mezcla combustible–aire se comporta como un gas
diatómico ideal, a) ¿en qué factor cambia el volumen y b) en qué factor cambia la temperatura? c) Si
supone que la compresión comienza con 0.016 0 moles de gas a 27.0°C, encuentre los valores de Q,
W y Eint que caracterizan el proceso
- La primera ley de la termodinámica establece que, cuando un sistema se somete a un cambio de un
estado a otro, el cambio en su energía interna es ∆Eint=Q+W (1) Q=nCv ∆T (Volumen Constante)
Q=nCp ∆T (Presion Constante) W=-P∆V,donde P es la presion constanteonde Q es la energía
transferida al sistema por calor y W es el trabajo consumido en el sistema. Aunque Q y W dependen
de la trayectoria tomada del estado inicial al estado final, la cantidad ∆Eint no depende de la
trayectoria.
- La siguiente expresión se aplica a cualquier gas ideal y predice que el calor especifico molar de un
gas ideal a presión constante (Cp) es mayor que el calor especifico molar a volumen constante (Cv )
en una cantidad R, es el calor especifico molar a volumen constante en una cantidad R nCv ∆T=nCp
∆T-nR∆T Cv=Cp-R
- La siguiente expresión se aplica a cualquier gas ideal y predice que el calor especifico molar de un
gas ideal a presión constante (Cp) es mayor que el calor especifico molar a volumen constante (Cv )
en una cantidad R, es el calor especifico molar a volumen constante en una cantidad R nCv ∆T=nCp
∆T-nR∆T Cv=Cp-R
- gas diatomico ideal” tiene CV = 5R/2 y CP = 7R/2. γ=Cp/Cv
=(7R/2)/(5R/2)=7/5=1.40
- Pi Vi^γ=Pf Vf^γ (4)
- (Pi Vi)/Ti =(Pf Vf)/Tf
- (Pi Vi)/Ti =(Pf Vf)/Tf
- Pi Vi^γ=Pf Vf^γ (4)
- Un proceso adiabático es aquel en el que no se transfiere energía por calor entre un sistema y sus
alrededores. Por ejemplo, si un gas se comprime (o expande) rápidamente, muy poca energía se
transfiere afuera (o adentro) del sistema por calor, así que el proceso es casi adiabático. Tales
procesos se presentan en el ciclo de un motor a gasolina. Otro ejemplo de un proceso adiabático es
la lenta expansión de un gas que esta térmicamente aislado de sus alrededores. Las tres variables en
la ley de gas ideal (P (Presión), V (Volumen) y T (Temperatura)) cambian durante un proceso
adiabático.
- El diagrama PV para una expansión adiabática se muestra en la figura. Ya que γ>1 , la curva PV es
más pronunciada de lo que sería para una expansión isotérmica. Por definición de un proceso
adiabático, no se transfiere energía por calor hacia adentro o hacia afuera del sistema. Por lo tanto, a
partir de la primera ley, se ve que ∆Eint es negativo (el trabajo se consume por el gas, así que su
energía interna disminuye) y por eso ∆T también es negativo. En consecuencia, la temperatura del
gas disminuye (Tf<Ti) durante una expansión adiabática . Por el contrario, la temperatura aumenta si
el gas se comprime adiabáticamente. Al aplicar la ecuación (3) a los estados inicial y final,
- El diagrama PV para una expansión adiabática se muestra en la figura. Ya que γ>1 , la curva PV es
más pronunciada de lo que sería para una expansión isotérmica. Por definición de un proceso
adiabático, no se transfiere energía por calor hacia adentro o hacia afuera del sistema. Por lo tanto, a
partir de la primera ley, se ve que ∆Eint es negativo (el trabajo se consume por el gas, así que su
energía interna disminuye) y por eso ∆T también es negativo. En consecuencia, la temperatura del
gas disminuye (Tf<Ti) durante una expansión adiabática . Por el contrario, la temperatura aumenta si
el gas se comprime adiabáticamente. Al aplicar la ecuación (3) a los estados inicial y final,
- La primera ley de la termodinámica establece que, cuando un sistema se somete a un cambio de un
estado a otro, el cambio en su energía interna es ∆Eint=Q+W (1) Q=nCv ∆T (Volumen Constante)
Q=nCp ∆T (Presion Constante) W=-P∆V,donde P es la presion constanteonde Q es la energía
transferida al sistema por calor y W es el trabajo consumido en el sistema. Aunque Q y W dependen
de la trayectoria tomada del estado inicial al estado final, la cantidad ∆Eint no depende de la
trayectoria.
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