Transformações Isotérmica, Isobárica e Isométrica

Transformações Isotérmica, Isobárica e Isométrica.

Isotérmica: Uma transformação isotérmica é uma transformação termodinâmica que ocorre a temperatura constante em um sistema fechado, sistema este que permite trocas de energia, mas não de matéria, entre o sistema e sua vizinhança. Isto tipicamente ocorre quando o sistema está em contato com um reservatório térmico exterior (banho térmico), e a mudança ocorre lentamente o suficiente para permitir que o sistema se ajuste continuamente a temperatura do reservatório pelo meio de troca de calor. Em contraste, um processo adiabático é um sistema onde não há troca de calor com o meio externo (Q = 0). Em outras palavras, em um processo isotérmico, , mas Q ≠ 0, enquanto que em um processo adiabático, T ≠ 0, mas .

Gás Ideal: Para o caso especial de um gás perfeito, onde se aplica a Lei de Boyle-Mariotte, o produto PV é uma constante, se o gás for mantido em condições isotérmicas. O valor da constante é nRT, onde n é o número de mols de gás presente e R é a constante dos gases perfeitos.

Formalismo:
Em termodinâmica, o trabalho envolvido quando um gás passa do estado A para o estado B é simplesmente:

Para uma transformação termodinâmica com a temperatura constante o trabalho de para (vide a figura no canto superior a direita) se dá da seguinte forma:

Obs.: Uma vez que a temperatura () é constante ela pode ser retirada da Integral.
O sinal do trabalho vai depender dos casos em que ele for:
Se for uma expansão isotérmica o trabalho é positivo, pois , logo o logaritmo natural vai ser maior que 1. O logaritmo natural de um número maior do que 1 é positivo e, portanto, como era de se esperar, o trabalho é positivo;
Se for uma compressão isotérmica, , de modo que a razão dos volumes é menor que 1. O logaritmo natural de um número menor que 1 é negativo e, portanto, o trabalho é negativo.
É também de notar que, em muitos sistemas, se a temperatura é mantida constante, a energia interna do sistema, também é