Trabajo Isotérmico de un Gas Ideal

\[W=nRT\ln\left(\frac{V_2}{V_1}\right)\]

Variables

Wtrabajo isotérmico (J)

ncantidad de sustancia (mol)

Rconstante universal de los gases (J/mol·K)

Ttemperatura absoluta (K)

V1volumen inicial (m³)

V2volumen final (m³)

Descripción

¿Qué calcula esta fórmula?

Esta fórmula calcula el trabajo realizado por un gas ideal durante un proceso isotérmico, es decir, cuando la temperatura permanece constante. En estas condiciones, la energía interna del gas ideal no cambia y el calor transferido es igual al trabajo realizado.

Cuándo se utiliza

Se utiliza para analizar expansiones o compresiones isotérmicas de gases ideales. Es común en termodinámica, máquinas térmicas y cálculos de procesos con gases.

Ejemplo

Datos:

n = 1 mol

T = 300 K

V1 = 0.010 m³

V2 = 0.020 m³

R = 8.314 J/mol·K

Fórmula:

W = nRT ln(V2/V1)

Sustitución:

W = 1 × 8.314 × 300 × ln(0.020/0.010)

Resultado:

W = 1728 J

Aplicaciones

Expansión isotérmica de gases, sistemas pistón-cilindro, análisis de ciclos termodinámicos, máquinas térmicas, refrigeración y cálculos de ingeniería con gases ideales.