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Cambios de estado de los gases

Compressed Air Wiki Thermodynamics Physics of Air Compressors Basic Theory

Una rama muy interesante de la física es la termodinámica, especialmente para comprender el funcionamiento de los compresores de aire. En este artículo hablaremos sobre los cambios de estado de los gases siguiendo nuestra introducción a la termodinámica.

Los cinco cambios diferentes de estado

un cambio en el estado del gas

Los cambios de estado de un gas se pueden seguir de un punto a otro en un diagrama p/V. Para casos de la vida real, son necesarios tres ejes para las variables p, V y T. Con un cambio de estado, nos movemos a lo largo de una curva tridimensional en la superficie en el espacio de p, V y T. Sin embargo, para simplificar, solemos considerar la proyección de la curva en uno de los tres planos. Este suele ser el plano p/V. Se pueden considerar cinco cambios diferentes de estado:

  1. Proceso isocórico (volumen constante)
  2. Proceso isobárico (presión constante)
  3. Proceso isotérmico (temperatura constante)
  4. Proceso isentrópico (sin intercambio de calor con el entorno)
  5. Proceso politrópico (intercambio completo de calor con el entorno)

¿Qué es un proceso isocórico?

fórmula de proceso isocórico, volumen constante

Calentar un gas en un depósito cerrado es un ejemplo del proceso isocórico a volumen constante.

¿Qué es un proceso isobárico?

fórmula de proceso isobárico, presión constante

Calentar un gas en un cilindro con una carga constante en el pistón es un ejemplo del proceso isobárico a presión constante.

¿Qué es un proceso isotérmico?

fórmula de proceso isotérmico, cantidad de calor y trabajo aplicado eliminado gradualmente, temperatura constante

Si un gas en un cilindro se comprime de manera isotérmica, se debe eliminar gradualmente una cantidad de calor equivalente al trabajo aplicado. Esto es poco práctico, ya que un proceso tan lento no puede producirse.

¿Qué es un proceso isentrópico?

fórmula de proceso isentrópico, sin intercambio de calor, gas comprimido o expandido

Un proceso isentrópico se produce si un gas se comprime en un cilindro completamente aislado sin ningún intercambio de calor con el entorno. También puede existir si un gas se expande a través de una boquilla tan rápidamente que no tiene tiempo para haya un intercambio de calor con el entorno.

¿Qué es un proceso politrópico?

fórmula de proceso politrópico

El proceso isotérmico implica un intercambio completo de calor con el entorno y el proceso isotrópico no implica ningún tipo de intercambio de calor. En realidad, todos los procesos se producen en algún punto entre estos extremos: el proceso politrópico.
La relación para dicho proceso es:

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