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El trabajo mecánico con gases se refiere al trabajo realizado sobre o por un gas durante un proceso termodinámico. El trabajo se puede calcular utilizando la ecuación:
W = P * ΔV
donde W es el trabajo realizado, P es la presión aplicada sobre el gas y ΔV es el cambio de volumen del gas.
Dependiendo del proceso termodinámico, el trabajo puede ser positivo (cuando se realiza trabajo sobre el gas) o negativo (cuando el gas realiza trabajo sobre su entorno). Algunos ejemplos de procesos termodinámicos y el trabajo mecánico asociado son:
1. Expansión isotérmica: En este proceso, el gas se expande a temperatura constante. El trabajo realizado sobre el gas es positivo, ya que la presión externa es mayor que la presión del gas y el volumen aumenta.
2. Compresión isotérmica: En este proceso, el gas se comprime a temperatura constante. El trabajo realizado por el gas es negativo, ya que la presión externa es menor que la presión del gas y el volumen disminuye.
3. Expansión adiabática: En este proceso, el gas se expande sin intercambio de calor con el entorno. El trabajo puede ser positivo o negativo, dependiendo de las condiciones específicas del sistema.
4. Compresión adiabática: En este proceso, el gas se comprime sin intercambio de calor con el entorno. El trabajo puede ser positivo o negativo, dependiendo de las condiciones específicas del sistema.
Es importante tener en cuenta que el trabajo mecánico solo tiene en cuenta la energía relacionada con el cambio de volumen del gas, y no tiene en cuenta otros tipos de energía transferida, como el calor.
$$W=\int P\cdot dv$$
Proceso Isotérmico
$$W=mRT \: Ln \left( \frac{V_1}{V_2}\right)$$
Proceso Isobárico
$$W=mR(\Delta T)$$
Proceso Isocórico
$$W=0 \:\:\: v=cte \:\:\: \Delta u=Q$$