Problema práctico relacionado con gases.

[Vannox99]

Buenas a todos! Primero aclarar que mi problema va más enfocado desde el punto de vista práctico más que desde el teórico...
El problema es el siguiente: Si se tienen 2 tanques iguales A Y B donde el tanque A contiene aire a presión atmosférica y el tanque B contiene un mayor volumen de aire dentro que el tanque A, por lo que el tanque B a su vez tendrá una presión mayor por dentro que el tanque A... La pregunta es la siguiente: Existe alguna manera de traspasar el aire que hay en el tanque B (que está a mayor presión) hacia el tanque A sin gastar energia extra para hacer el traspaso? Osea utilizando únicamente la diferencia de presión que hay entre ambos tanques? O dicho de otra manera: que el tanque B (El que tiene mayor volumen de aire) traspase su aire hasta quedar con presión atmosférica mientras el tanque A, que antes se encontraba a presión atmosférica reciba el aire del tanque B quedando ahora con la presión y por tanto el volumen que antes tenía el tanque B... Es posible realizar este proceso sin aportar energia extra al sistema?
Por lo que tengo entendido si el proceso se hace simplemente conectando ambos tanques lo que sucederá es que el tanque B (El que tiene mayor presión) traspasará el aire hasta que haya igualdad de presiónes entre ambos tanques... Por lo que de esa manera no funcionaría... Por eso la pregunta es si existe algún sistema, valvula, invento, o lo que sea que me permita realizar el traspaso sin la necesidad de aportar nueva energía al sistema.
O es imposible?
También por lo que tengo entendido una posibilidad sería mover un motor a aire comprimido con el aire del tanque B, para de esa manera mover un generador eléctrico. Lo que se estaría haciendo con esto es convertir la energía del aire a presión del tanque B a energía eléctrica, para luego emplear esa energía eléctrica en mover un compresor que llenaría de aire el tanque A... El gran problema de esto es que en este proceso se perderá una gran cantidad de energía de por medio, dando como resultado que si quiero obtener la misma presión que había en B en A tendré que aportar nueva energía eléctrica... Por lo que este método no me valdría.
Aclaro que si conocen algún metodo que permita realizar el traspaso del aire pero con una pérdida energética mínima si me valdría...

Un saludo a toda la comunidad! Aguardo sus respuestas

[Alriga]

... Si se tienen 2 tanques iguales A y B donde el tanque A contiene aire a presión atmosférica y el tanque B contiene un mayor volumen de aire dentro que el tanque A, ...

Observa que aquí has incurrido en una contradicción, si los tanques son iguales, tienen por definición el mismo volumen. Supongo que querías decir que el tanque B tiene mayor masa de aire que el tanque A.

... que el tanque B (el que tiene mayor volumen de aire) traspase su aire hasta quedar con presión atmosférica mientras el tanque A, que antes se encontraba a presión atmosférica reciba el aire del tanque B quedando ahora con la presión y por tanto el volumen la masa que antes tenía el tanque B... ¿Es posible realizar este proceso sin aportar energia extra al sistema? ...

No, no existe la posibilidad de realizar el trasiego que propones sin aportar energía exterior, ya sea en forma mecánica o térmica.

Saludos.

[JCB]

Hola a tod@s.

Ayer leí la respuesta de Alriga, coincidiendo plenamente, y muy parecida a la que tenía pensado escribir.

Partimos de que los dos depósitos tienen el mismo volumen. Uno de ellos se encuentra a la $p_{atm}$, y el otro a $p_{atm}+\Delta p$. Suponiendo el caso de una conexión entre ellos mediante una válvula, la presión final de equilibrio (aplicando la ley de los gases ideales), es

$p_{final}=p_{atm}+\dfrac{\Delta p}{2}$.

Si lo generalizas, y consideras al depósito de mayor presión $(p_{atm}+\Delta p)$, de un volumen $k$ veces al que se encuentra a la $p_{atm}$, obtendrás que la presión final de equilibrio es

$p_{final}=p_{atm}+\Delta p\dfrac{k}{1+k}$.

Vannox99: quizás si detallas un poco más el objetivo del tema, te podamos prestar mejor ayuda.

Saludos cordiales,
JCB.

[Richard R Richard]

Hola Vannox99 solo reconfirmo y amplio lo que te explicaron...
Decir los tanques A y B son iguales es lo mismo que decir sus volúmenes son iguales. Entonces si en uno tienes mas presión que el otro y están a la misma temperatura en lo que difieren es en la masa de aire que hay en su interior.
Pasar la presión de A a B y viceversa en condiciones ideales de adiabaticidad (sin aporte ni perdidas de energía desde o hacia el medio ambiente) aclaro que no es imposible sino mejor dicho altamente improbable. Me explico mejor, nada impide que el objetivo final suceda, ese es un microestado probable del sistema pero si hay un orden de 10^23 moléculas en los tanques la probabilidad de que suceda lo que denuncias naturalmente es de 1 posibilidad entre el factorial de 10^23 y creo me quedo corto. El sistema al abrir la válvula evoluciona a los microestados mas probables que son los que equilibran presiones en el valor de la media entre ambas presiones iniciales solo si es un proceso adiabático y las temperaturas iniciales eran iguales.
Por otro lado cualquier medio mecánico , electronico, químico, etc, externo que intervenga redistribuyendo las presiones ,siempre gastara mas energía que la que es propio proceso le pueda aportar en algún momento, esta forma puede conseguir el objetivo solo a expensas de consumo energético del medio.