1r ciclo Proceso adiabático

[quasarilla]

Hola,

En un proceso adiabatico dq= 0 y por lo tanto U= w . Me gustaria saber porqué al realizarse el trabajo sobre el entorno, la energia interna debe disminuir y por lo tanto Tf<Ti .

Gracias de antemano,

[Ricarda]

Re: Proceso adiabatico

Hola!
dU=dq+dw para el sistema.
Si el sistema hace trabajo sobre el medio, w es positivo. En caso adiabático q=0. Por lo tanto delta de energía interna positivo. Osea, energía interna final mayor a la inicial. Osea que la energía interna aumenta, no disminuye!
O me equivoco?

[pod]

Re: Proceso adiabatico

El primer principio de la termo dice que la variación de la energía interna de un sistema es igual a la energía que entra en el mismo por el mecanismo de calor, más la que entra por trabajo (cosa bastante razonable, ¿no?).

En un proceso adiabático, no hay transmisión por calor, por lo que sólo hay trabajo. En ese sentido, si el trabajo se ejerce sobre el sistema, la energía interna aumentará. Y viceversa, si es el sistema el que hace trabajo sobre el entorno, disminuirá. Ambas situaciones son posibles.

Si el sistema realiza trabajo sobre el entorno (que es la situación que se plantea en el enunciado), entonces está perdiendo energía, y por ese motivo su energía debe disminuir. Si no fuera así, estaría violando la conservación de la energía: i.e, estaría haciendo trabajo "gratis".

A la hora de escribir todo esto en fórmulas, hay que ir con cuidado con el convenio de símbolos. Los físicos suelen considerar positivo lo que "entra" y negativo lo que "sale". Así, pues, W>0 si el entorno hace trabajo sobre el sistema; W<0 en caso contrario. Este es el criterio de signos más natural, y da lugar a el primer principio más conocido, $\Delta U = W + Q$.

Los ingenieros y químicos utilizan el criterio de signos antinatural, en que el trabajo es positivo si se hace sobre el sistema, pero el calor sigue siendo positivo cuando entra al sistema. ¿Por qué? Pues supongo que por que ellos utilizan procesos termodinámicos para obtener trabajo (por ejemplo, en el interior de motores), y por eso les gusta decir que "hacer trabajo sobre el entorno" es "positivo". En este caso, el primer principio se escribe $\Delta U = - W + Q$.

Es cuestión de saber que criterio uno está utilizando en cada momento, y ser consistente todo el rato y no hacerse la picha un lio (como le ha pasado a ricarda). Si se tienen claros los conceptos de los tres primeros párrafos, todo es más sencillo.

Ahora bien, como comentario final, que la energía interna disminuya no significa que la temperatura deba disminuir necesariamente. Lo que si es cierto es que la temperatura es uno de los términos principales en la energía interna y por lo tanto suele ser así. Pero en los gases reales, la energía interna tiene más términos. De hecho, el que demostró que eran cosas diferentes fue un experimento bastante importante; consistía en una expansión adiabática contra el vacío; como no hay presión, no hay trabajo, y como tampoco hay transmisión de calor (por ser adiabática; los recipientes estaban aislados), el primer principio fuerza que la energía interna sea constante. Pero aún así, al expandirse la temperatura variaba. Es decir, energía interna y temperatura no son proporcionales. Hay más terminos.