Proceso isocórico: ecuación de gas ideal
Un proceso isocrórico es un proceso termodinámico, en el que el volumen del sistema cerrado permanece constante (V = constante). Describe el comportamiento del gas dentro del contenedor, que no puede deformarse. Como el volumen permanece constante, la transferencia de calor dentro o fuera del sistema no funciona con el p∆V , sino que solo cambia la energía interna (la temperatura) del sistema. Para un proceso ideal de gas y politrópico , el caso n ➝ ∞ corresponde a un proceso isocrórico (volumen constante) .
Ver también: ¿Qué es un gas ideal?
Supongamos una adición de calor isocrórica en un gas ideal. En un gas ideal , las moléculas no tienen volumen y no interactúan. Según la ley de los gases ideales , la presión varía linealmente con la temperatura y la cantidad, e inversamente con el volumen .
pV = nRT
dónde:
- p es la presión absoluta del gas
- n es la cantidad de sustancia
- T es la temperatura absoluta
- V es el volumen
- R es la constante de gas ideal, o universal, igual al producto de la constante de Boltzmann y la constante de Avogadro,
En esta ecuación, el símbolo R es una constante llamada constante de gas universal que tiene el mismo valor para todos los gases, es decir, R = 8.31 J / mol K.
El proceso isocrórico se puede expresar con la ley de los gases ideales como:
o
En un diagrama pV , el proceso ocurre a lo largo de una línea horizontal que tiene la ecuación V = constante.
El trabajo de presión-volumen del sistema cerrado se define como:
Como el proceso es isocrórico , dV = 0 , el trabajo de presión-volumen es igual a cero . Según el modelo de gas ideal, la energía interna se puede calcular mediante:
∆U = mc v ∆T
donde la propiedad c v (J / mol K) se denomina calor específico (o capacidad calorífica ) a un volumen constante porque, bajo ciertas condiciones especiales (volumen constante), relaciona el cambio de temperatura de un sistema con la cantidad de energía agregada por transferencia de calor.
Como no hay trabajo realizado por o sobre el sistema, la primera ley de la termodinámica dicta ∆U = ∆Q. Por lo tanto:
Q = mc v ∆T
Ver también: Calor específico a volumen constante y presión constante
Ver también: fórmula de Mayer
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