Proceso termodinámico
La termodinámica clásica considera tres tipos principales de procesos termodinámicos : (1) cambios en un sistema, (2) ciclos en un sistema y (3) procesos de flujo.
(1) Un cambio en un sistema se define por el paso de un estado inicial a uno final de equilibrio termodinámico. En la termodinámica clásica, el curso real del proceso no es la principal preocupación y, a menudo, se ignora. Un estado de equilibrio termodinámico permanece invariable a menos que sea interrumpido por una operación termodinámica que inicie un proceso termodinámico. Cada uno de los estados de equilibrio está completamente especificado por un conjunto adecuado de variables de estado termodinámicas, que dependen solo del estado actual del sistema, no del camino seguido por los procesos que producen el estado. En general, durante el curso real de un proceso termodinámico, el sistema puede pasar por estados físicos que no se pueden describir como estados termodinámicos, porque están lejos del equilibrio termodinámico interno. Termodinámica de no equilibrio, sin embargo, considera procesos en los que los estados del sistema están cerca del equilibrio termodinámico, y tiene como objetivo describir el paso continuo a lo largo del camino, a tasas definidas de progreso.
Como un caso límite teórico útil pero no realmente realizable físicamente, se puede imaginar que un proceso tiene lugar prácticamente infinitamente lento o lo suficientemente suave como para permitir que se describa mediante un camino continuo de estados termodinámicos de equilibrio, cuando se le llama " cuasi-estático ". " proceso. Este es un ejercicio teórico de geometría diferencial, en oposición a una descripción de un proceso físico realmente posible; en este caso idealizado, el cálculo puede ser exacto.
Un proceso termodinámico realmente posible o real, considerado de cerca, implica fricción. Esto contrasta con los procesos cuasiestáticos teóricamente idealizados, imaginados o limitantes, pero no realmente posibles, que pueden ocurrir con una lentitud teórica que evita la fricción. También contrasta con los procesos sin fricción idealizados en el entorno, que pueden considerarse como "sistemas puramente mecánicos"; esta diferencia se acerca a definir un proceso termodinámico. [1]
(2) Un proceso cíclico lleva al sistema a través de un ciclo de etapas, comenzando y finalizando en algún estado particular. Las descripciones de los estados escalonados del sistema no son la principal preocupación. La principal preocupación son las sumas de entradas y salidas de materia y energía al ciclo. Los procesos cíclicos fueron dispositivos conceptuales importantes en los primeros días de la investigación termodinámica, mientras se desarrollaba el concepto de variable de estado termodinámica.
(3) Definido por los flujos a través de un sistema, un proceso de flujo es un estado estable de flujos que entran y salen de un recipiente con propiedades de pared definidas. El estado interno del contenido del recipiente no es la principal preocupación. Las cantidades de interés principal describen los estados de los materiales de entrada y salida y, por otro lado, las transferencias de calor, trabajo y energías cinética y potencial para el recipiente. Los procesos de flujo son de interés en ingeniería.
