Trabajo en termodinámica (GIE)

De Laplace

1 Trabajo

(Sección 2-4 de Çengel & Boles (6ª Ed.) )

1.1 Trabajo diferencial

El concepto de trabajo en termodinámica es una generalización de la correspondiente definición de trabajo en mecánica. Cuando tenemos una fuerza F actuando sobre una partícula, de forma que ésta se desplaza una cantidad dx en la dirección de la fuerza, el trabajo realizado es igual a

Si tenemos tres componentes de la fuerza y un desplazamiento arbitrario, el trabajo diferencial es la suma del realizado por cada una de las componentes

En esta expresión se usa “δ” (delta) para el trabajo diferencial en lugar de “d” para indicar que el trabajo no es la variación de ninguna cantidad, no es “el trabajo ha aumentado en δW”, sino “se ha realizado un trabajo δW” Para un mismo desplazamiento puede haber muchos valores del trabajo posibles, dependiendo de la fuerza que se haya aplicado.

Este concepto se extiende de forma inmediata al trabajo sobre un fluido (líquido o gas). Supongamos que tenemos un gas limitado por una frontera móvil, como un émbolo, sobre la cual se aplica una presión p_ext. La fuerza ejercida sobre el émbolo será

mientras que la variación en el volumen del fluido es proporcional al desplazamiento del pistón

Esto nos da el valor absoluto del trabajo diferencial

1.2 Convenio de signos

2 Tipos de trabajo

2.1 Sobre un gas ideal

Sección 4-1 de Çengel & Boles. ¡Ojo al criterio de signos!

2.2 Otros tipos

Las secciones 2-4 y 2.5 incluyen los tipos de trabajo más usuales, de los que solo consideramos el caso eléctrico y el de una fuerza F.