Ciao, benvenuto nel nostro blog, nell’articolo di oggi vediamo: Cos’è il processo isotermico e a cosa serve.
Chiamata processo isotermo o isotermico Per quello mutazione reversibile che si verifica in un sistema termodinamico, dove la temperatura rimane costante.
Compressione ed espansione dei gas
Quando vogliamo comprimere o espandere un gas ideale, possiamo farlo ponendo il gas in contatto termico con un altro sistema che ha la stessa temperatura del gas e, a sua volta, ha una grande capacità termica. Questo secondo sistema è chiamato fonte di calore.
Questo processo permette di trasmettere il calore molto lentamente in modo che il gas si espanda da solo. D’altra parte l’energia interna di un gas ideale dipende solo dalla temperatura e poiché questa rimarrà invariata durante l’espansione, possiamo dire che Il calore sottratto al bulbo è uguale al lavoro compiuto dal gas: Q = W.
Cos’è la curva isoterma?
La curva isoterma è quella linea che tracciamo su un diagramma per rappresentare i valori consecutivi delle variabili che il sistema ha durante il processo isotermo.
Ad esempio: le isoterme di un gas ideale tracciate su un diagramma PV, chiamate anche diagramma di clapeyron, diventano iperboli equilatere con l’equazione P•V = costante.
Processi isotermici nei gas ideali
Il Seconda legge di Joule Dice che l’energia interna di una quantità fissa di gas dipende solo dalla temperatura. Pertanto, durante un processo isotermico, l’energia interna del gas ideale è costante. Questo perché all’interno di un gas ideale non ci sono forze intermolecolari, quindi l’energia interna è soggetta a pressione, temperatura e volume.
Grazie a quanto sopra, il gas ideale può essere compreso o espanso ponendolo in contatto termico con un altro sistema che abbia la stessa temperatura del gas ideale e una capacità termica molto elevata. Durante il processo, il lavoro svolto finisce per modificare il volume e la pressione, quindi questo lavoro fa variare l’energia interna e c’è una tendenza all’aumento della temperatura.
Affinché quest’ultimo rimanga costante, è necessaria la compensazione termica con l’esterno. Durante l’espansione isoterma il calore viene assorbito, mentre durante la compressione viene rilasciato. Ma in entrambi i casi, La quantità di calore ceduto è uguale al lavoro compiuto.
Esempi di processi isotermici
I processi isotermici possono verificarsi in qualsiasi sistema in cui la temperatura può essere regolata. Diamo un’occhiata ad alcuni esempi:
- Il cambiamenti di stato dei liquidi, o per fusione (da liquido a solido a 0ºC) o per evaporazione (da liquido a gas a 100ºC).
- Al macchina per carnot, parte del ciclo che porta lo stesso nome si svolge a temperatura costante.
- Molte reazioni che avvengono nello spazio sono anche isoterme. frigorifero o pompa di caloredove le temperature sono stabili.
- In interazioni tra cellule all’interno di un organismo, usano anche processi isotermici.
