La Mecánica define el trabajo como el producto escalar de una fuerza por
el
desplazamiento
de
su
punto
desplazamiento diferencial el trabajo es:
de
aplicación.
Para
un
Trabajo en sistemas Termodinámicos
La termodinámica define el trabajo de la siguiente manera: Trabajo es una interacción entre dos sistemas tal que cualquier cambio en cada sistema y su entorno podría haberse producido, exactamente, con el único efecto externo a ese sistema, del cambio en
la altura de una masa en un campo gravitatorio.
Método gráfico para el cálculo del trabajo
El trabajo cuasiestático es el área bajo la línea de estados en el plano P-v.
Para un determinado cambio de estado, el trabajo depende del camino
recorrido,
no
es sólo
función de los estados inicial y final.
Ejemplo del Método gráfico Calcúlense los trabajos necesarios para expandir el sistema desde i hasta f a lo largo de los tres caminos señalados, geométricamente y calculando las integrales correspondientes.
Ejemplo del Método gráfico: Por Geometría
Ejemplo del Método gráfico: Por Geometría
TRABAJO DISIPATIVO
Además del trabajo asociado a la
variación de las coordenadas de trabajo siempre es posible ejercer otro tipo de trabajo. Aparece
en
fenómenos
de
rozamiento, histéresis, etc. En un sistema expansivo simple, el trabajo total se puede expresar como:
Otras Formas mecánicas de Trabajo •
TRABAJO DE FLECHA
•
TRABAJO DE RESORTES
•
TRABAJO SOBRE BARRAS ELÁSTICAS
•
TRABAJO RELACIONADO A LÁMINAS SUPERFICIALES
TRABAJO DE FLECHA
El trabajo para aplicar un par τ en una barra y que gire un ángulo θ
Potencia de Flecha:
TRABAJO DE RESORTES
Para poder cambiar la longitud de un muelle, barra o alambre bajo tensión o compresión, es necesario aplicar una fuerza F que produzca una deformación x. Muchos materiales elásticos se deforman de manera lineal (deformación elástica), según la ley de Hooke
TRABAJO DE RESORTES
Donde
x1
y
x2
son
los
desplazamientos inicial y final del resorte, respectivamente, medidos a partir de la posición de reposo del resorte.
TRABAJO SOBRE BARRAS ELÁSTICAS
Longitudinalmente
las
barras
elásticas
se
comportan como resortes y por ende responden a
la ley de Hooke. El problema de estas barras con dimensiones
transversales considerables es la deformación que pueden sufrir, para la cual la P es sustituida por
esfuerzo:
TRABAJO RELACIONADO A LÁMINAS SUPERFICIALES
Se requiere trabajo para estirar una hoja
de hule o material plástico, inflar un globo o formar burbujas de vapor o líquido.
Todos estos procesos requieren un cambio en el área superficial del material. La propiedad intrínseca llamada tensión superficial σs es una medida de la fuerza por unidad de longitud necesaria para mantener una superficie en un valor especificado de área (equivalente en 2D a la presión en 3D)
TRABAJO RELACIONADO A LÁMINAS SUPERFICIALES
Formas NO mecánicas de Trabajo •
TRABAJO ELÉCTRICO
•
TRABAJO DE POLARIZACIÓN
•
TRABAJO DE MAGNETIZACION
TRABAJO ELÉCTRICO
Para mover una carga eléctrica a través de una frontera de sistema en
presencia de un potencial eléctrico, se requiere
trabajo.
Ejemplos
importantes son los condensadores y las celdas electroquímicas (baterías).
TRABAJO ELÉCTRICO Trabajo Eléctrico:
Potencia Eléctrica:
Trabajo de polarización y magnetización Polarización Para el caso de un material dieléctrico que se encuentra dentro de un campo eléctrico, el trabajo suministrado del exterior para aumentar la polarización del dieléctrico.
Magnetización Trabajo hecho al aumentar la magnetización de una sustancia, debido aun campo magnético
Resumen de algunas formas de Trabajo Cuasiestático
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