Trabajo de expansión

1. El trabajo de expansión es el trabajo producido por un cambio de volumen. El término incluye el trabajo por cambios negativos de volumen, es decir, la compresión.

1.1. Ecuación General w= - vi∫vf pex dV

2. Expansión reversible

2.1. Cambio que puede ser revertido por la modificación infinitesimal de una variable. Los sistemas en equilibrio llevan a cabo cambios reversibles. Además el equilibrio y reversibilidad están relacionados.

2.2. Equilibrio térmico (dos sistemas con la misma temperatura) Equilibrio mecánico (un gas con presión interna igual a la externa)

2.2.1. w= - vi∫vf pdV

3. Expansión isotérmica reversible

3.1. La expansión se hace isotérmica, manteniendo el sistema en contacto térmico con el entorno.

3.2. Debido a que la ecuación de estado de un gas perfecto es pV=nRT, en cada estado de la expansión , donde V es el volumen a ese estado de la expansión.

3.2.1. w= -nRT vi∫vf dV/V → w= -nRT ln Vf/Vi

3.2.1.1. Si el volumen final es más grande que el volumen inicial, el logaritmo es positivo. Por tanto el trabajo es negativo.

4. Expansión libre

4.1. Se refiere a la expansión contra una fuerza de oposición cero.

4.2. No se hace ningún trabajo cuando un sistema se expande libremente. Idealmente ocurre cuando un gas se expande en el vacío.

4.2.1. pex=0 → dw=0 y w=0

5. Expansión contra una presión constante

5.1. La presión externa es constante. Un ejemplo es la presión de la atmósfera. Que ejerce la misma presión a través de la expansión.

5.2. Se puede evaluar la ecuación de trabajo tomando la presión externa fuera de la integral:

5.2.1. w= -p ex vi∫vf dV → w= -p ex (Vf-Vi)

6. Emerson Betancourt