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Proceso isotérmico

Proceso isotérmico.

Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas. este otro sistema se conoce como foco calórico. De esta manera, el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W.

Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyro, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante.

Proceso isobárico

Gráfica Volumen vs Presión: en el proceso isobárico la presión es constante. El trabajo (W) es la integral de la presión respecto al volumen.

Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. La Primera Ley de la Termodinámica, para este caso, queda expresada como sigue:

,

Donde:

 = Calor transferido.

 = Energía interna.

 = Presión.

 = Volumen.

En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.

Proceso isobárico de un gas

Una expansión isobárica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae) mientras que la presión del mismo no varía, es decir si en un estado 1 del proceso la presión es P1 y en el estado 2 del mismo proceso la presión es P2, entonces P1 = P2. La primera ley de la termodinámica nos indica que:

Integrando la expresión anterior, tomando como estado inicial el estado 1 y estado final el estado 2, se obtiene:

Proceso isocórico en un diagrama P-V.

Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; . Esto implica que el proceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se define como:

,

donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).

En un diagrama P-V, un proceso isocórico aparece como una línea vertical.

El Gasto másico o Flujo másico o Caudal másico, en física e Ingeniería, es la magnitud que expresa la variación de la masa en el tiempo a través de una área específica. En el sistema Internacional se mide en unidades de kilogramos por segundo. En el sistema ingles se mide en Libras por segundo. el símbolo común es  (pronunciado "eme punto"). Matemáticamente es el diferencial de la masa con respecto al tiempo. Se trata de algo frecuente en sistemas termodinámicos, pues muchos de ellos —tuberías, toberas, turbinas, compresores, difusores...— actúan sobre un fluido que lo atraviesa. Su unidad es el kg/s

Se puede expresar el caudal másico como la densidad (, que puede estar en función de la posición, ) por un diferencial de volumen:

donde Q se refiere al gasto hidráulico.

Este volumen a su vez se puede expresar como el producto de una superficie S (el ancho de la tubería entrante, normalmente), que también puede depender de la posición por un diferencial de longitud (la porción de dicha tubería cuyo contenido entra en el sistema por unidad de tiempo).