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GAS IDEAL
Generalización de los experimentos:• Boyle-Mariotte• Gay-Lussac• Charles - Amontons
Gas tal que sus moléculas no presentan interacciónes mutuas y se considera que sus componentes no tienen un volumen específico
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Ecuación de estado:
P: Presión V: VolumenT: Temperatura N: Número de molesRu: Constante universal de los gases
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Otras formas de escritura:
Si posteriormente, el gas ideal se encuentra en el estado final 2:
Dividiendo miembro a miembro:
Si el gas ideal se encuentra en el estado inicial 1:
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• Si el proceso es isotérmico:
• Si el proceso es isocórico:
Boyle-Mariotte
Gay-Lussac
• Si el proceso es isobárico:Charles - Amontons
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Cuál es el grado de validez de esta aproximación?
Factor de compresibilidad
Si un gas SIEMPRE se comportara como GI, entonces para un proceso a T=Cte, Pv=Cte
Pv tiende a un único valor, independiente del gas para una temperatura dada
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Superficie PvT para un gas ideal
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Ecuación de estado energéticaPara un sistema simple, compresible, se tiene
Experiencia de Joule
VacíoPared
adiabática
Proceso isoenergético
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Si tenemos en cuenta el llamado coeficiente de Joule (en la aproximación de GI): variación de T al variar el V en un proceso isoenergético
Sabemos que, si u, v y T son variables:
Si despejamos:
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Para un gas ideal:
Así que:
Válido para cualquier proceso, se a V=Cte o no
Para ENTALPIA:
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Para un gas ideal se tiene:
Sustituyendo:
Relación de Mayer, solo para GI
DEFINICION:
Coeficiente adiabático
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Capacidades térmicas específicas
Para un GI monoatómico:
Para un GI diatómico:
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Procesos cuasiestáticos en un GIProceso isocórico:
Proceso isobárico:
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Proceso isotérmico:
Proceso adiabático:
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Proceso PolitrópicoProceso cuasiestático cuya ecuación es:
Algunos ejemplos:
Se pueden presentar procesos con valores diferentes de n
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Proceso politrópico: Proceso a capacidad calórica constante
Proceso a lo largo del cual la temperatura del gas varía proporcionalmente con el calor intercambiado con el entorno o generado en el interior del sistema por fricción.
Sustituyendo en la primera ley,
Pero,
Así que,
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Dividiendo miembro a miembro,
Por analogía,
Si cv es Cte, como c=Cte entonces n=Cte
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Si se sustituyen las diferentes funciones de estado, se pueden obtener diferentes ecuaciones diferenciales:
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Si se calcula el trabajo realizado durante este proceso:
En función de las otras variables:
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La interacción térmica:
También:
Donde:
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