Un cuerpo o un sistema de cuerpos realiza un trabajo cuando efectúa un recorrido venciendo resistencias o fuerzas externas que se oponen al mismo.
Para calcular el trabajo realizado por un gas, es necesario conocer la función que relaciona la presión con el volumen → [ p ] y [V], función que depende del proceso realizado por el gas. Si se representan estas variables en un diagrama de Clapeyron (diagrama p-V de presión/volumen) indicando los estados inicial (A) y final (B), el trabajo realizado queda representado por el área encerrada por la curva.
Hay ciclos cerrados, donde las transformaciones del mismo terminan en el mismo punto donde comenzaron y ciclos abiertos donde esto no ocurre.
Un ejemplo típico de sistema termoelástico son los sistemas gaseosos.
Las máquinas térmicas, como por ejemplo los motores y las turbinas, se consideran los sistemas termoelásticos, denominados de esa manera porque intercambian calor con el medio que los rodea y varían su volumen al cambiar su presión y su temperatura.
Por otra parte, como se verá más adelante, en los sistemas gaseosos pueden encontrarse tres tipos de trabajo:
- Trabajo de compresión o expansión:
Es el trabajo producido por un fluido producido por la compresión o la expansión del mismo dentro de un recipiente.
- Trabajo de flujo:
Es el trabajo relacionado al movimiento del fluido.
- Trabajo de circulación:
Para el caso de máquinas térmicas de flujo continuo (sistemas de vapor y compresores). En estos casos, además del trabajo de compresión o expansión, en el cilindro interesa también la masa del fluido que circula por el mismo. Se calcula sumando el trabajo del sistema cerrado, el trabajo de flujo que el fluido suministra al entrar al cilindro, y restando el trabajo de flujo que la máquina gasta para expulsar el fluido.
Ejemplo de cálculo del trabajo de expansión a presión constante realizado por un gas
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