1r ciclo Expansión isotérmica a diferentes presiones

[Pepealej]

Hola, tengo el siguiente ejercicio que me lleva un poco liado con las presiones exteriores e interiores a la hora de calcular trabajos. ¿Podría alguien resolverlo para aclarar mis dudas? Lo he estado intentando pero no consigo más que liarme. Gracias

Determinen el trabajo realizado en la expansión isoterma de un mol de gas ideal a la temperatura T desde 10 atm a 1 atm a lo largo de las siguientes trayectorias:

a) El gas se expansiona en una etapa, frente a una presión exterior constante de 1 atm.

b) La expansión se realiza en dos etapas: en la primera se expansiona de 10 a 5 atm, con una presión exterior constante de 5 atm. En la segunda el gas se expansiona de 5 a 1 atm con presión exterior constante de 1 atm.

c) La expansión tiene lugar en tres etapas:
1ª: de 10 a 5 atm, con presión exterior de 5 atm.
2ª: de 5 a 2 atm, con presión exterior de 2 atm.
3ª: de 2 a 1 atm, con presión exterior de 1 atm.

[gdonoso94]

Re: Expansión isotérmica a diferentes presiones

En el apartado a) tienes la presión constante, luego el trabajo será: W=-P(V2-V1); utilizando la ecuación de los gases ideales: V=nRT/P. Sustituyes y listo.Apartado b) y c)Es exactamente igual que en el apartado a). El trabajo será el mismo que en el caso anterior, pero la P de fuera del paréntesis es la exterior en cada respectiva etapa.

Un saludo!

[Pepealej]

Re: Expansión isotérmica a diferentes presiones

Quieres decir, entonces, que el trabajo siempre es $W=\dst\int _{V_1}^{V_2} P_{externa} dV$?

Entonces, me pregunto, en un diagrama presión volumen, ¿por qué representamos la presión internal del gas y consideramos el área bajo esa curva como el trabajo que hace el gas al expandirse? Esa presión no es la presión externa, sino la presión del gas. Ahí está mi duda.

[Elzurdo]

Re: Expansión isotérmica a diferentes presiones

Solo cuándo el proceso es cuasiestático se considera que la presión externa e interna coinciden, entonces es indiferente utilizar una o otra,generalmente se usa la presión interna del sistema ya que se puede obtener a partir de la ecuación de estado, cuando el proceso no es cuasiestático el sistema no esta en equilibrio al tener un gradiente de presiones y la ecuación de estado no sirve para definir la presión, ya que la coordenadas termodinámicas no están definidas, es entonces que se utiliza la presión externa para estimar el trabajo.

PD: Cuándo el proceso no es cuasiestático no puedes "pintar" en el diagrama PV la curva del proceso, ya que el sistema no esta en equilibrio y en el diagrama PV todos los puntos son puntos de equilibrio del sistema.

[arivasm]

Re: Expansión isotérmica a diferentes presiones

Quizá ayude este enlace: http://joule.qfa.uam.es/beta-2.0/tem...ema1/tema1.php

[hennin]

Re: Expansión isotérmica a diferentes presiones

Pepealej te animo a que tomes límite en las n etapas, a ver qué te sale. Alomejor así ves más claramente el por qué cuando es cuasiestático (infinitos estados de equilibrio entre dos etapas) se admite que la presión externa es la interna del sistema.