Trabajo (termodinámica)
transferencia de energía, o su cantidad (y dirección) en un proceso termodinámico / De Wikipedia, la enciclopedia encyclopedia
En termodinámica, el trabajo es uno de los principales procesos por los que un sistema termodinámico puede interactuar con su entorno e intercambiar energía. El intercambio de energía se ve facilitado por un mecanismo a través del cual el sistema puede ejercer espontáneamente fuerzas macroscópicas sobre su entorno, o viceversa. En el entorno, este trabajo mecánico puede levantar un peso, por ejemplo.
Las fuerzas medidas externamente y los efectos externos pueden ser electromagnéticos,[1][2][3] gravitacional,[4] o variables mecánicas (como presión-volumen).[5] Para el trabajo termodinámico, estas cantidades medidas externamente coinciden exactamente con los valores de o las contribuciones a los cambios en la variables de estado interna macroscópica del sistema, que siempre se producen en pares conjugados, por ejemplo presión y volumen[5] o densidad de flujo magnético y magnetización.[2]
Por un sistema externo que se encuentra en los alrededores, no necesariamente un sistema termodinámico como se define estrictamente por las variables de estado termodinámicas habituales, de otra manera que por transferencia de materia, se puede decir que se realiza trabajo en un sistema termodinámico. Parte de este trabajo definido por el entorno puede tener un mecanismo igual al del trabajo termodinámico definido por el sistema realizado por el sistema, mientras que el resto de este trabajo definido por el entorno aparece, para el sistema termodinámico, no como una cantidad negativa de trabajo termodinámico realizado por él, sino, más bien, como calor transferido a él. Los experimentos de agitación con paletas de Joule proporcionan un ejemplo, ilustrando el concepto de trabajo mecánico isocórico (o de volumen constante), en este caso llamado a veces trabajo de eje. Tal trabajo no es trabajo termodinámico como se define aquí, porque actúa a través de la fricción, dentro, y en la superficie del sistema termodinámico, y no actúa a través de fuerzas macroscópicas que el sistema puede ejercer espontáneamente en sus alrededores, describibles por sus variables de estado. El trabajo definido por el entorno también puede ser no mecánico. Un ejemplo es el calentamiento Joule, ya que se produce por fricción al pasar la corriente eléctrica a través del sistema termodinámico. Cuando se realiza isocóricamente, y no se transfiere materia, dicha transferencia de energía se considera una transferencia de calor al sistema de interés.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), el trabajo se mide en julios (símbolo: J). La velocidad a la que se realiza el trabajo es la Potencia, medida en julios por segundo y denotada con la unidad vatio (W).