Se denomina proceso termodinámico a la evolución de determinadas magnitudes (o propiedades) propiamente termodinámicas relativas a un determinado sistema termodinámico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben ocurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final. De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio (mecánico, térmico y/o material) entre sí.
De una manera menos abstracta, un proceso termodinámico puede ser visto como los cambios de un sistema, desde unas condiciones iniciales hasta otras condiciones finales, debido a su desestabilización.
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| procesos termodinámicos |
Tipos de procesos termodinámicos
Procesos Iso
Son los procesos cuyas magnitudes permanecen "constantes", es decir que el sistema cambia manteniendo cierta proporcionalidad en su transformación. Se les asigna el prefijo iso-.
- Isotérmico: Son procesos en los que la temperatura no cambia.
- Isobárico: Son procesos en los cuales la presión no varía.
- Isométrico o isocórico: Son procesos en los que el volumen permanece constante.
- diatérmicos: son procesos que dejan pasar el calor fácilmente.
- Isoentrópico: Procesos adiabáticos y reversibles. Procesos en los que la entropía no varía.
Ejemplo:
Dentro de un termo donde se colocan agua caliente y cubos de hielo, ocurre un proceso adiabático, ya que el agua caliente se empezará a enfriar debido al hielo, y al mismo tiempo el hielo se empezará a derretir hasta que ambos estén en equilibrio térmico, sin embargo no hubo transferencia de calor del exterior del termo al interior por lo que se trata de un proceso adiabático.
Procesos politrópicos
Los procesos politrópicos son aquellos procesos termodinámicos para gases ideales que cumplen con la ecuación: donde es un número dado. Para el caso de procesos adiabáticos, es igual a , el cual es un valor específico para cada sustancia. Este valor se puede encontrar en tablas para dicho caso.
Aplicabilidad
La ecuación del proceso politrópico se utiliza comúnmente para procesos reversibles o irreversibles de gases ideales o cercanos a los gases ideales que involucran transferencia de calor y/o interacciones de trabajo cuando el índice de transferencia de energía (δq/δw) es constante para el proceso.
La ecuación podría no ser aplicables para procesos en un sistema abierto si la energía cinética (ej. Número Mach) es significativa. La ecuación también podría ser aplicable en algunos casos para procesos con líquidos e incluso sólidos.
