Procesos Termodinámicos: Proceso Isocórico y sus Características
Los procesos termodinámicos fundamentales incluyen el proceso isocórico, también conocido como isovolumétrico o isométrico, donde el volumen del sistema permanece constante ΔV=0. Esta característica tiene importantes implicaciones para la comprensión del comportamiento de los gases y sistemas termodinámicos.
Definición: Un proceso isocórico es aquel donde el volumen permanece constante mientras otras variables termodinámicas como presión y temperatura pueden cambiar.
En el proceso isocórico, al mantener el volumen constante, no se realiza trabajo sobre el sistema ni por el sistema, ya que el trabajo en termodinámica se define como W = P∆V. Esto tiene una consecuencia directa en la Primera ley de la termodinámica, donde el cambio en la energía interna del sistema ΔU es igual al calor transferido Q, expresado como ΔU = Q.
Las relaciones presión-temperatura en un proceso isocórico siguen la Ley de Gay-Lussac, donde la presión es directamente proporcional a la temperatura. Esta relación se expresa matemáticamente como P₂/P₁ = T₂/T₁. En la representación gráfica, un proceso isocórico se muestra como una línea vertical en los diagramas P-V y T-V, ya que el volumen permanece constante mientras otras variables cambian.
Ejemplo: Si tenemos un gas ideal inicialmente a 2 atm y 300K en un recipiente de volumen constante, y lo calentamos hasta 600K, la presión final será:
P₂ = 2 atm × 600K/300K = 4 atm