Mantener un sistema a presión constante: el proceso isobárico
En la física, cuando se tiene un proceso en el que la presión se mantiene constante, se llama isobárica (Baric medio " la presión "). La primera figura muestra un ejemplo de un sistema de isobárica, donde un cilindro con un pistón está siendo levantado por una cantidad de gas como el gas se calienta. El volumen del gas está cambiando, pero el pistón ponderada mantiene la presión constante.
Gráficamente, se puede ver lo que el proceso isobárico se ve como en la segunda figura, cuando el volumen está cambiando mientras que la presión se mantiene constante. Porque # 8232;
el trabajo es el área sombreada debajo de la gráfica.
Digamos que usted tiene 60 metros cúbicos de gas ideal a una presión de 200 pascales. Se calienta el gas hasta que se expande a un volumen de 120 metros cúbicos. ¿Cuánto trabajo hace el gas? Todo lo que tienes que hacer es conectar los números:
El gas hace 12.000 julios de trabajo a medida que se expande bajo presión constante.
He aquí otro ejemplo: Supongamos que usted está esperando un vuelo de conexión a la próxima conferencia de la física. Miras a tu alrededor, pero no se ve mucho para divertirse con - sólo una fuente de agua. Demostrando que los físicos pueden encontrar la diversión en cualquier lugar, se toma un gramo de agua de la fuente y lo puso en la cámara isobárica de bolsillo que siempre sucede a llevar con usted. Como un guardia de seguridad del aeropuerto mira, se aumenta la presión para
y aumentar la temperatura del agua por 62 grados Celsius.
Usted observa que el gramo de agua aumenta en volumen
" Hmm, " tu crees. " me pregunto lo que el trabajo hecho por el agua y lo que el cambio en la energía interna del agua era ". El proceso fue isobárica, por lo que el trabajo realizado por el agua era
La cumplimentación de los números y hacer los rendimientos de matemáticas:
Así que ese es el trabajo realizado por el agua. ¿Qué pasa con el cambio en la energía interna del agua? La primera ley de la termodinámica nos dice que
Sabes W, pero lo que es Q? Q es el calor absorbido por el agua. Usted sabe que el cambio en la temperatura del agua, y el uso de la capacidad de calor específico del agua, usted puede encontrar el calor realmente absorbida por el agua utilizando esta ecuación:
números y hacer las matemáticas le da
Ahora, de vuelta a la primera ley de la termodinámica:
Sustituyendo en los valores que da el cambio en la energía interna:
Hmm, lo que piensas. El trabajo realizado fue un diminuto 0.002 julios, mientras que el cambio en la energía interna fue de 260 julios. Interesante - muy poco trabajo se hizo porque el agua no se expandió mucho, pero vio una ganancia justa en la energía interna debido a la temperatura del agua subió.
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