Transformación isotérmica – Termodinámica

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Transformación isotérmica es la transformación de gas cuya temperatura permanece constante. En cuanto al comportamiento de la presión y el volumen, observe el ejemplo del siguiente experimento (figura 1), cuyo gas encerrado dentro del émbolo es un gas perfecto.

Figura 1. El volumen aumenta y la presión disminuye. La temperatura permanece constante.

En el experimento anterior se colocaron 4 pesos iguales, garantizando una fuerza sobre el émbolo, es decir, una presión inicial más alta. En los estados posteriores, cada uno de estos pesos se eliminó, dejando solo uno de ellos, lo que resultó en una disminución de la presión. Como la temperatura debe mantenerse constante, el volumen aumenta en consecuencia con la eliminación de las pesas.

Por lo tanto, con la disminución de la presión, el volumen tiende a aumentar. Esta tendencia se puede ver en el Diagrama fotovoltaico, gráfico representado por un Hipérbole, que relaciona volumen y presión en transformaciones isotérmicas.

Con base en estos hechos sobre el comportamiento de un gas perfecto, cuando su temperatura es constante, la Ley de Boyle y Mariotte, se indica a continuación:

«Para una masa dada de gas perfecto, mantenida a temperatura constante, la presión es inversamente proporcional al volumen.«

Observando por Ecuación de Clapeyron

PAG . V = n. R. T

como n, R y T son constantes, obtenemos

PAG . V = constante

verificando que la presión sea inversamente proporcional al volumen.

Es importante señalar que la hipérbole en el diagrama pV representa la curva para una sola temperatura, ya que es constante. Para otras curvas en este mismo diagrama, que representan temperaturas más altas, tenemos un patrón de hipérboles equiláteros asintóticos a los ejes de coordenadas. Cuanto más se alejan estas hipérboles del origen, mayor es la temperatura en la transformación isotérmica.

Al observar el diagrama pV anterior, cada una de las tres curvas representa una transformación isotérmica, a temperatura constante.

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