Cambios de estado de los gases

Los cambios de estado de un gas se pueden seguir de un punto a otro en un diagrama p/V. Para casos de la vida real, son necesarios tres ejes para las variables p, V y T. Con un cambio de estado, nos movemos a lo largo de una curva tridimensional en la superficie en el espacio de p, V y T. Sin embargo, para simplificar, solemos considerar la proyección de la curva en uno de los tres planos. Este suele ser el plano p/V. Se pueden considerar cinco cambios diferentes de estado:

1. Proceso isocórico (volumen constante)
2. Proceso isobárico (presión constante)
3. Proceso isotérmico (temperatura constante)
4. Proceso isentrópico (sin intercambio de calor con el entorno)
5. Proceso politrópico (intercambio completo de calor con el entorno)

Calentar un gas en un depósito cerrado es un ejemplo del proceso isocórico a volumen constante.

Calentar un gas en un cilindro con una carga constante en el pistón es un ejemplo del proceso isobárico a presión constante.

Si un gas en un cilindro se comprime de manera isotérmica, se debe eliminar gradualmente una cantidad de calor equivalente al trabajo aplicado. Esto es poco práctico, ya que un proceso tan lento no puede producirse.

Un proceso isentrópico se produce si un gas se comprime en un cilindro completamente aislado sin ningún intercambio de calor con el entorno. También puede existir si un gas se expande a través de una boquilla tan rápidamente que no tiene tiempo para haya un intercambio de calor con el entorno.

El proceso isotérmico implica un intercambio completo de calor con el entorno y el proceso isotrópico no implica ningún tipo de intercambio de calor. En realidad, todos los procesos se producen en algún punto entre estos extremos: el proceso politrópico.La relación para dicho proceso es: