Compresión isotérmica
Diccionario técnico – Definición de compresión isotérmica
La compresión isotérmica es un proceso mediante el cual la presión y el volumen de un gas cambian con la temperatura constante.
El cambio de estado de un gas puede ocurrir de diferentes formas:
- Proceso isócrico: la presión y la temperatura del gas varían mientras el volumen permanece constante. Como ejemplo de este proceso, podríamos calentar un gas que se encuentra dentro de un cilindro. La presión aumenta con la temperatura, pero el volumen permanece constante.
- Proceso isobric. La presión permanece constante pero el volumen y la temperatura del gas varían. Como ejemplo, imagine un cilindro con un pistón interno. A medida que aumenta la temperatura, el cilindro se mueve, aumentando el volumen del gas mientras mantiene su presión constante.
- Proceso isotérmico. El volumen y la presión varían pero la temperatura permanece constante.
Para comprimir un gas en un proceso isotérmico es necesario retirar una cantidad de calor equivalente al trabajo que se va a aplicar en dicho proceso. En el proceso de compresión intentamos simular una curva isotérmica, pero es prácticamente imposible conseguirlo porque se requeriría un perfecto sistema de refrigeración.
Trabajamos así entre la compresión adiabática, que es la que se produce sin intercambio de calor, y la compresión politrópica, en la que hay un intercambio de calor completo con el medio.
Si hacemos un análisis energético de los procesos asociados, veremos que el Isotermo consume menos energía, por lo que los ingenieros de diseño intentan acercar sus equipos a este proceso.
La compresión isotérmica son variaciones transformables de cualquier sistema físico, que logran mantener la cantidad de calor emitida en un cuerpo o un medio en modo invariable.
Tanto el aire como el gas, tienen la posibilidad de comprimirse mediante dos maneras: isoentrópica o isotérmica. No obstante, en ciertas ocasiones poco frecuentes, estos elementos suelen ser empleados de forma directa después de cada presión y previo a su implementación.
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¿Qué es la compresión isotérmica?
La compresión de gas ocurre una vez que dos o más elementos se encuentran en la misma cantidad de calor en conjunto de otro sistema, con una cabida calorífica mucho más grande y emitida desmesuradamente. También, cuando poseen de manera equitativa una frecuencia parecida al que emerge el gas natural.
Por lo tanto, se trata de un suceso que hace que la presión y el volumen de un gas cambien o se transformen mientras prevalece intacta la temperatura. Al mismo tiempo, dicha cabida calorífica se traslada lentamente, permitiendo que el gas logre expandirse y efectué de manera idónea su funcionalidad y trabajo.
¿Cuáles son los principios básicos de la compresión isotérmica?
Actualmente, los principios básicos de la compresión isotérmica se pueden evidenciar mediante dos principios genéricos:
- A través del viento y/o gas
Incluye los compresores alternativos, orbitales, e, incluso, las diversas tipologías rotativas.
En este caso, el aire se inspira y se exhala de manera interna, en una o numerosas cámaras de compresión, donde queda confinado, mientras que el volumen de cada aparato disminuye gradualmente.
Una vez que la presión alcanza la interacción de presiones implantadas, se abre una lumbrera o una válvula y el viento reside en el sistema saliente gracias a la reducción continua del volumen ante el aparato de presión.
- Tensión dinámica
En este caso, el aire se aspira entre los álabes de un rodete que gira y se acelera con gran velocidad, haciendo que el gas se descargue por medio de un artefacto difusor y teniendo como resultado que la energía se transforme en presión.
¿Cuáles son los procesos que componen una compresión isotérmica?
El cambio de estado de un gas en una compresión isotérmica puede producirse mediante tres procesos:
- Isocórico
La presión y la temperatura varían mientras que el volumen se encuentra en modo constante, haciendo referencia al calentamiento de un gas que está dentro del cilindro.
Esto da como resultado que la presión se incremente en funcionalidad de la cabida calorífica, mientras que el volumen seguirá permaneciendo el mismo.
- Isobárico
La presión se mantiene intacta. Sin embargo, tanto el volumen como la cantidad calórica emitida por el gas, terminarán variando o alterándose, dependiendo de la situación.
Evidenciando ante un tubo con un disco interno, al aumentar la temperatura se terminará desplazando y acrecentando el volumen del gas mientras se mantiene estática la presión de la misma.
- Isotérmico
La transferencia de calor dentro o fuera del sistema ocurre a una velocidad lenta para poder ajustarse continuamente a la temperatura del depósito a través del intercambio de calor.
¿Cómo puede evidenciarse la compresión isotérmica?
Existen tres formas para evidenciar la compresión isotérmica. Se trata de las siguientes:
- Los cambios de etapas antes las diversas tipologías de líquidos por medio del proceso de fusión y evaporación, lo cual logra que la fusión del hielo llegue 0º.
- La máquina de Carnot que, parte de su periodo, hará que la temperatura permanezca inmutable.
- Las reacciones emitidas en el interior del refrigerador, que ocasionará que la cantidad calórica siga manteniéndose de manera invariable y precisa.
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