Hola buenas tardes, tengo una pregunta en cuanto a los procesos isotérmicos. En estos sabemos que la temperatura es constante. Supongamos un proceso en cual un gas se expande. Este hace un trabajo igual a nRTlog(Vf/Vi), y por la primera ley de la termodinámica, sabemos que ΔU=Q+T. Mi pregunta es la siguiente, la variación de energía interna es 0, ya que la temperatura es constante, por lo tanto, tiene que existir una transferencia de calor igual y de signo opuesto al trabajo. ¿De dónde sale esta transferencia de calor? Ya que no hay cambio de temperatura, ¿Que hace ese calor? ¿No debería cumplirse Q=C* ΔT, haciendo variar la temperatura? Desde ya, muchas gracias.
Hola Sebastián.
Es correcto que en un proceso isotérmico hay intercambio de calor y es cierto también que cuando definimos transferencia de energía en forma de calor entre dos sistemas en contacto térmico dijimos que es una transferencia de energía que se da debido a una diferencia de temperaturas entre los dos sistemas en contacto térmico. Estas dos cosas parecen ser contradictorias, pero hay que recordar que los procesos que vemos, como lo es el proceso isotérmico, son idealizaciones o modelos de lo que ocurre en la realidad. Si tenés, por ejemplo, un gas dentro de un cilindo con pistón, en contacto térmico con una reserva térmica y se dice que el gas sigue una expansión isotérmica manteniéndose en equilibrio térmico con la reserva, en realidad el gas se va a salir un poquito del equilibrio térmico con la reserva en todo momento, es decir su temperatura va a diferir en un diferencial de la temperatura de la reserva. Puedo entender esto suponiendo que le saco un peso infinitesimal al pistón, dejo que el gas se expanda un volumen infinitesimal, ahí la temperatura del gas pasa a ser menor que la de la reserva en una cantidad infinitesimal también, entonces la reserva le entrega calor hasta volver al equilibrio térmico, así voy repitiendo el proceso hasta llegar al volumen final. Este proceso lo puedo modelar como el proceso de expansión isotérmica cuasiestático ideal que vieron. Si no te quedó claro esto, está explicado en la clase 19 de openfing, del 2016, cerca del minuto 10.
Es correcto que en un proceso isotérmico hay intercambio de calor y es cierto también que cuando definimos transferencia de energía en forma de calor entre dos sistemas en contacto térmico dijimos que es una transferencia de energía que se da debido a una diferencia de temperaturas entre los dos sistemas en contacto térmico. Estas dos cosas parecen ser contradictorias, pero hay que recordar que los procesos que vemos, como lo es el proceso isotérmico, son idealizaciones o modelos de lo que ocurre en la realidad. Si tenés, por ejemplo, un gas dentro de un cilindo con pistón, en contacto térmico con una reserva térmica y se dice que el gas sigue una expansión isotérmica manteniéndose en equilibrio térmico con la reserva, en realidad el gas se va a salir un poquito del equilibrio térmico con la reserva en todo momento, es decir su temperatura va a diferir en un diferencial de la temperatura de la reserva. Puedo entender esto suponiendo que le saco un peso infinitesimal al pistón, dejo que el gas se expanda un volumen infinitesimal, ahí la temperatura del gas pasa a ser menor que la de la reserva en una cantidad infinitesimal también, entonces la reserva le entrega calor hasta volver al equilibrio térmico, así voy repitiendo el proceso hasta llegar al volumen final. Este proceso lo puedo modelar como el proceso de expansión isotérmica cuasiestático ideal que vieron. Si no te quedó claro esto, está explicado en la clase 19 de openfing, del 2016, cerca del minuto 10.
Por otro lado, Q no es una función de estado, es decir que su valor para un proceso depende del camino seguido durante ese proceso y no solo del estado incial y final. No alcanza solo con saber las temperaturas inicial y final para determinar el Q intercambiado.
Espero haber aclarado tus dudas.
Saludos.
Perfecto, me quedo muy claro. Muchas gracias.