Gas ideal
Gas real
Ecuación térmica de estado
Ecuación energética de estado
Aplicación: Proceso adiabático cuasiestático
Ley de Boyle
La presión ejercida por un gas enrarecido es inversamente proporcional al volumen que ocupa mientras la temperatura del sistema no cambie
(pV)_T=cte
Experimento de Boyle.
Se estudia un gas rodeado de un baño de agua que se mantiene a temperatura constante. A continuación, se presiona y se intercambia calor y trabajo.
Se observa que pV=cte y que esa constante depende de la temperatura.
El coeficiente de compresibilidad isotermo es la variación de volumen por unidad de volumen cuando se varía la presión manteniendo la temperatura constante.
Se mide en Pa-1.
Ley de Charles
El volumen ocupado por una cantidad fija de gas enrarecido es directamente proporcional a la temperatura del gas mientras la presión se mantenga constante
(V/T)_p=cte
Experimento de Charles.
Se observa que, conforme el gas se calienta, este se dilata a presión constante con una relación lineal: V/T=cte.
La dilatación es un efecto cruzado que acopla la pare mecánica (volumen) con la térmica (temperatura).
El coeficiente de expansión isobárica es el cambio de volumen por unidad de volumen por unidad de cambio de temperatura en un proceso a presión constante.
Se mide en K-1.
Ley de Gay-Lussac
La presión de un gas enrarecido es directamente proporcional a su temperatura cuando el volumen se mantiene constante
(p/T)_v=cte
El coeficiente asociado es el coeficiente piezotérmico
Ley de Avogadro
Volúmenes iguales de gas a la misma presión y temperatura contienen el mismo número de moléculas.
(V/N)_T,p=cte
Tres coeficientes
Calor específico a volumen constante
Coeficiente de Washburn
Coeficiente de Joule
Experiencia de Joule
Se trata de un gas enrarecido sometido a una expansión de Joule en la que la energía no cambia (Q=0, W=0).
Como pv=cte, entonces T=cte por la ley de Boyle.
La energía interna y la entalpía solo dependen de la temperatura.
Tenemos un gas enrarecido en un recinto adiabático y rígido con un resistor en su interior.
Al cerrar el circuito, el resistor disipa potencia.
A volumen cte, provoca un aumento de T y un cambio de p
Calor sensible a presión constante
Tenemos un gas enrarecido en un recinto adiabático y rígido salvo un émbolo móvil en contacto con la atmósfera con un resistor en su interior.
Al cerrar el circuito, el resistor disipa potencia. Parte es absorbida por el gas ( y provoca aumento de T a p cte), y parte se emplea en la expansión a p cte.
Relación de Mayer
En un gas enrarecido: cp-cv=R y cp>cv
cv=cR, cp=(c+1)R y γ=1+1/c
pv^γ=cte
El coeficiente de compresibilidad adiabático es la variación de volumen por unidad de volumen que experimenta un sistema hidrostático cuando se varía cuasiestáticamente la presión en condiciones adiabáticas
Trabajo y calor latente
El Gas de Van der Waals
Covolumen
Término atractivo
Isotermas
Ecuación energética de estado
Potencial atractivo y energía