proceso adiabatico

AGUSTIN ROMERO CASTILLA

MARIANA OSTOS NORIEGA

CETis No. 109

Física I

PROCESO ADIABATICO

Un proceso termodinámico es adiabático si el sistema no cede ni recibe calor, por lo que se realiza a un calor constante. Para ello se utilizan fronteras hechas con paredes adiabáticas.

Un proceso térmico no adiabático cuando el sistema interacciona, térmicamente con los alrededores, el calor fluye a través de las paredes diatérmicas que los constituyen y se procude un cambio tanto en los alrededores como en el sistema mismo.

Durante los procesos térmicos no adiabáticos un sistema absorbe o sece calor. La cantidad de calor intercambio en estos depende de la sustancia y del proceso de que se trate

Es aquel en el que no hay intercambio de energía térmica (ΔQ) entre un sistema y sus alrededores. En este proceso el sistema no gana ni pierde calor.

Este impedimento del flujo de calor pude lograrse rodeando el sistema de una capa gruesa de material aislante (como corcho, abesto, ladrillo, refractario o espuma de poliestireno). O realizando rápidamente el proceso. El flujo de calor que requiere un tiempo finito, por lo que cualquier proceso suficientemente rápido será, a efectos prácticos, adiabático.

Aplicando la primera ley a un proceso en el cual ΔQ=0, se obtiene un proceso adiabatico:

ΔW= -ΔU

La ecuación dice que en el proceso adiabático el trabajo se realiza a expensas de la energía interna. Un aumento de la energía interna va a acompañado normalmente (pero no siempre) de una elevación de temperatura y una disminución de energía interna por un decremento en la temperatura.

La figura siguiente es un ejemplo de un proceso adiabático en la cual un émbolo se levanta por un gas que se expande: si las paredes del cilindro están aisladas y la expansión ocurre con rapidez, el proceso se considera adiabático

A medida que el gas se expande realiza trabajo sobre el émbolo, pero pierde energía interna y experimenta una caída en la temperatura. Si se invierte el proceso forzado al émbolo de regreso hacia abajo, se hace trabajo sobre el gas (-ΔW) y habrá un invremento en la energía interna (ΔU), tal que:

-ΔW=ΔU

En un proceso adiabático no hay transferencia de calor, y el trabajo se realiza a expensas de la energía interna

Paredes adiabáticas

Una pared adiabática no permite que exista interacción térmica del sistema con sus alrededores. Cuando la frontera de un sistema termodinámico está hecha con una pare adiabática, no existe interacción térmica del sistema con sus alrededores.

Por ejemplo, si tratamos de calentar el agua contenida en un termo, constituido por un recipiente de doble pared con vacío intermedio, observamos que no se calentará porque las paredes del termo son adiabáticas y no permiten la interacción térmica entre la flama y el sistema

Cabe señalar que ninguna pared es 100% adiabática, pues toda materia al recibir calor aumenta su temperatura, como unos cuerpos lo hacen rápidamente y otros en forma lenta, en términos prácticos consideramos a unos como diatérmicos a como otros adiabáticos.

EJEMPLO DE PROCESO ADIABATICO

Conservación de alimentos a bajas temperaturas

Secado de sólidos- Temperatura de saturación adiabática

EJERCICIO PROPUESTO

Un gas contenido en un recipiente que no permite el intercambio de calor con los alrededores se somete a una compresión, disminuyendo su volumen de 0.0008 a 0.003m 3. Si se mantuvo durante l proceso una presión constante de 3 atmosferas, calcular:

a)EL trabajo mecánico que se realizo sobre el sistema

b)La variación de energía interna.

Datos:Pr= 3 atmosfera

(atm)Vi= 0.0008m 3

Vf= 0.003m 3

Incógnita:

a)Tr= ?Jb)ΔE=?J

Vacío

Vacío

Vacío

B

A

F

En el sistema no entra ni sale calor, ya que es un sistema adiabático y por tanto Q=0.Ello implica que la ecuación de la primera ley de la termodinámica se reduce a

Conversiones: Pr= 3atm 1.013x10 Pa = 3.039x10 N/m

1atm

5 5 2

Sustitución y operaciones

a) Tr=Pr (Vf – Vi) 3.039x10 N/m (0.003m -0.008m)= (-0.005m)=-1519.5Nm=-1519.5J

5 2 3 3 3

Esta ecuación se utiliza debido a que la presión permanece constante

ΔEi= Tr=-(-1519.5J)=1519.5J

Debido a la compresión las moléculas del gas aumentan su energía interna

Resultado:a)Tr=-1519.5J El sigo negativo indica que los alrededores realizan trabajo sobre el sistemab) ΔEi= 1519.5J Todo el trabajo realizado incrementó en la misma cantidad la energía interna

MAPA CONCEPTUAL

PROCESO ADIABATICO

Es aquel en el que no hay intercambio de energía térmica (ΔQ) entre un sistema y sus alrededores. En este proceso el sistema no gana ni pierde calor

El impedimento del flujo de calor pude lograrse rodeando el sistema de una capa gruesa de material aislante

corcho, abesto, ladrillo, refractario o

espuma de poliestireno

ΔW= -ΔU

Un aumento de la energía interna va a de una elevación de temperatura y una disminución de energía interna por un decremento en la temperatura.

Si se invierte el proceso forzado al émbolo de regreso hacia abajo, se hace trabajo sobre el gas (-ΔW) y habrá un invremento en la energía interna (ΔU), tal que:

-ΔW=ΔU

CONCLUSION

Un proceso adiabático, es cualquier proceso físico en el que magnitudes como la presión o el volumen se modifican sin una transferencia significativa de energía calorífica hacia el entorno o desde éste. Un ejemplo corriente es la emisión de aerosol por un pulverizador, acompañada de una disminución de la temperatura del pulverizador. La expansión de los gases consume energía, que procede del calor del líquido del pulverizador.

El proceso tiene lugar demasiado rápido como para que el calor perdido sea reemplazado desde el entorno, por lo que la temperatura desciende. El efecto inverso, un aumento de temperatura, se observa cuando un gas se comprime rápidamente. Muchos sistemas comunes, como los motores de automóvil, presentan fenómenos adiabáticos. Es aquella en la que no existe ninguna transferencia de calor entre el sistema con el medio exterior