Next

1. Conceptes de termodinàmica


Tal com el seu nom ens indica, la termodinàmica estudia les variacions de calor (energia calorífica) dels cossos i les seves relacions amb altres tipus d'energia, com la mecànica.

Una de les variables fonamentals de la termodinàmica és la temperatura, que en el Sistema Internacional es mesura en graus Kelvin en comptes dels tradicionals graus centígrads.

La relació que la temperatura en oK i en oC és:



Exemple


Passeu 25 0C a graus Kelvin:



Les transformacions termodinàmiques més senzilles serien aquelles que es fan mantenint la pressió, el volum o la temperatura constant:


Transformació

Es manté constant

Equació dels gasos per aquest estat


Si es fa una transformació i es manté constant la pressió es diu que és una transformació isobàrica.


P=constant ( P0=P1)


(Llei de Gay-Lussac o de Charles)

Si es fa una transformació on la temperatura es manté constant es diu que és una transformació isotèrmica.


T0=T1


(Llei de Boyle-Mariotte)

Si es fa una transformació del gas a volum constant es diu que és una transformació isocora.


V0=V1




Equació d'estat dels gasos perfectes:

A partir de les equacions anteriors, podem concloure que:

fraction numerator P subscript 0 times V subscript 0 over denominator T subscript 0 end fraction equals fraction numerator P subscript 1 times V subscript 1 over denominator T subscript 1 end fraction equals space c o n s tan t space equals space K

per tant, PV=KT, essent K una constant que per a n mols val K = n·R

I el valor de R és R= 8,314 J/(K mol)

Aleshores podem dir que P times V equals n times R times T

amb P = pressió de la massa del gas en Pa

        V = volum en m3

        n = nombre de mols

        T = temperatura absoluta en ºK


Exemple

Determina la pressió a la que es troba 1 kg d'oxigen (O2) a una Tª = 30ºC si està contingut dins un recipient de 20 L. (1 mol d'oxigen te una massa de 32 g)

V = 20 L = 20·10-3 m3

T = 273 + 30 = 303 K

Busquem els mols d'oxigen:  1 space k g space x fraction numerator 1000 space g over denominator 1 space k g end fraction x fraction numerator 1 space m o l space o x i g e n over denominator 32 space g end fraction equals 31 comma 25 space m o l s

P·V = n·R·T

P · 20·10-3 = 31,25 · 8,314 · 303

P = 3936159,4 Pa = 3,936 MPa


Next