20.2
Trabajo realizado durante el cambio de volumen
Considere una pelota de fútbol inflada que tiene un volumen de V. La presión que actúa sobre la pelota es la presión atmosférica.
Supongamos que la pelota cae por el acantilado y se perfora; el aire dentro de la pelota se libera. Suponiendo una deflación uniforme, sea su radio reducido por una distancia de dr.
La magnitud de la fuerza que actúa sobre la pelota depende de la presión atmosférica y de la superficie de la pelota.
Por lo tanto, el trabajo realizado por el entorno en la pelota es igual al producto negativo de la presión atmosférica, el área de superficie de la pelota y el cambio en su radio.
Sin embargo, el producto del área de superficie y dr es el cambio en el volumen de la bola.
Por lo tanto, durante un cambio finito en el volumen de V1 a V2, el trabajo realizado se puede expresar como la integral del producto de la presión y el cambio en el volumen.
Aquí, el signo negativo indica que el entorno realiza el trabajo en el sistema. Por el contrario, el trabajo realizado por el sistema se considera positivo.
En mecánica, se realiza trabajo en un objeto cuando la fuerza que actúa sobre él desplaza al objeto. En termodinámica, se puede estimar el trabajo rea…
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