Expansión de los gases y experimento de Joule-Thomson
Presentación del tema
Seguimos con la descripción de procesos derivados de la primera ley de la termodinámica. Uno de ellos son los procesos adiabáticos. Como ya se ha visto, en un proceso adiabático no hay intercambio de calor del sistema con los alrededores, por lo tanto, la única manera que el sistema tenga una variación de energía interna, es a través de una interacción de trabajo. En esta sección se te facilitará material para que comprendas la deducción de las ecuaciones empleadas en procesos adiabático, qué sucede con las condiciones de presión y temperatura cuando se lleva a cabo el proceso, etc.
El efecto Joule-Thomson es otro tipo de fenómeno que se describe a partir de la primera ley de la termodinámica y la ecuación general de los gases ideales. Este fenómeno describe el cambio de temperatura en un sistema, el fenómeno Joule-Thomson describe el cambio de temperatura en función del cambio de la presión a entalpía constante. El efecto Joule-Thomson es empleado en aires acondicionados, procesos criogénicos, etc.
Objetivo didáctico de la clase
Conocer y comprender los procesos adiabáticos y su aplicación en los procesos.
Contenido didáctico
A continuación, se presenta el contenido didáctico de acceso abierto o institucional para profundizar en el tema.
| No. | Nombre del recurso | Sinopsis | Tipo de recurso | Enlace Web |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Expansión adiabática Referencia: Chang R. Fisicoquímica, Tercera edición. | Explicación de la expansión adiabática. | Sección de libro | [Acceder] |
| 2 | Proceso adiabático | Explicación de un proceso | Video | [Acceder] |
| 3 | Procesos adiabáticos y deducción de ecuación | Deducción de la ecuación para un proceso adiabático | Video | [Acceder] |
| 4 | Experimento de Joule-Thomson. Referencia: Castellan, G. Fisicoquímica, segunda edición. | Sección de libro con una explicación detallada de la deducción de la ecuación que describe el experimento de Joule-Thomson | Archivo | [Acceder] |
| 5 | El experimento de Joule-Thomson | Este video será familiar para ti, porque lo viste en la sección de la entalpía, revisamos nuevamente ese tema en los minutos previos a la explicación del experimento de Joule-Thomson. | Video | [Acceder] |
Material didáctico complementario
| No. | Nombre del recurso | Sinopsis | Tipo de recurso | Enlace Web |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Experimento de Joule-Thomson | Material complementario del tema: Levine, I.N. (2004) Fisicoquímica Vol. 1. | Archivo | [Acceder] |
Resumen e ideas relevantes de la clase digital
La expansión adiabática es un proceso de gran importancia y clave en la industria, ya que aprovecha el cambio de la temperatura y la presión en sistemas donde no existe un cambio de calor con los alrededores. Su aplicación se puede encontrar en algunos motores de combustión interna, en las turbinas de gas, en las turbinas de vapor, sistemas de refrigeración, etc. La relación entre las variables termodinámicas medibles (P, V y T) se derivan a partir de la ecuación de la primera ley ya ecuación del gas ideal. Por otro lado, el experimento de Joule-Thomson, permite estudiar cómo cambia la temperatura de un gas al expandirse a través de un medio poroso, manteniendo la entalpía constante. Este principio se emplea en la industria, por ejemplo, la licuefacción de gases como el nitrógeno, sistemas de refrigeración criogénica, etc.