Porque:
Trabajo = Presión x Diferencia en volumen, o más formalmente:
[matemáticas] W = \ int P dV [/ matemáticas]
- ¿Por qué disfrutamos la aceleración pero no la desaceleración?
- ¿Es el tiempo una dimensión solo en física o también en matemáticas?
- ¿Cuáles son algunas actividades de laboratorio para las funciones de partición y energía libre?
- ¿Cómo funcionan los invernaderos?
- ¿Puede la corriente eléctrica (carga) fluir a través del aire?
Si se está trabajando, W> 0 y, por lo tanto, ∆V> 0.. Si ese es el caso, entonces el volumen del gas debe haber aumentado o al menos permanecer constante. Por ejemplo, cuando tiene termofluidos incompresibles, el trabajo se realiza a expensas de la presión de la cabeza, y no necesariamente de la temperatura. Un buen ejemplo de esto es una turbina de energía hidroeléctrica, que convierte la carga de presión en trabajo, sin expansión.
Ahora, este caso es algo interesante a medida que se realiza el trabajo, y sin embargo, la energía interna del gas U no está cambiando ya que tiene una expansión isotérmica. El trabajo se realiza exclusivamente a expensas de la presión inicial del gas. Tenga en cuenta que este es el caso más fácil de calcular, ya que ni siquiera se está moviendo desde la isoterma. Volviendo a nuestra formulación básica, tenemos:
[matemáticas] PV = nRT [/ matemáticas]
[matemáticas] P = nRT / V = kT / V [/ matemáticas]
Y:
[matemáticas] W = \ int P dV [/ matemáticas]
[matemática] W = \ int [/ matemática] [matemática] kT / V dV [/ matemática]
[matemática] W = kT * [ln (V2) -ln (V1)] [/ matemática]
Por lo tanto, puede calcular el trabajo realizado por un gas ideal durante una expansión isotérmica en la que T es constante y cuando conoce los volúmenes inicial (V1) y final (V2) del gas. Si V2> V1, el trabajo es positivo y el trabajo se extrae del gas.
La frecuencia con que esto sucede con gases reales es realmente otra pregunta. Aparentemente, los cambios de fase son todos procesos isotérmicos (obviamente), por lo que cualquier cosa que involucre condensación o evaporación es un ejemplo de un proceso isotérmico en acción. Entonces, por ejemplo, una turbina de vapor de condensación sería un ejemplo de dicho sistema, aunque una turbina de vapor de condensación que realmente condensa vapor en agua durante el proceso de expansión también sería una turbina de vida muy corta, porque las gotas de agua causan desequilibrios y erosión. durante las operaciones de la turbina.
Esta es la razón por la cual la mayoría de las turbinas de vapor de la vida real aún expulsan vapor, que luego se condensa en una torre de enfriamiento o se usa en una instalación de proceso que tiene demanda de vapor de baja presión para calefacción y otros fines. Esta es también la razón por la cual las fuentes de calor de baja temperatura se aprovechan para la generación de energía utilizando fluidos que no sean agua, por ejemplo, pentano, ya que estos fluidos de hidrocarburos permanecen en un estado gaseoso después de la expansión en una turbina.
