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Calentamiento y enfriamiento. Física.

Calentamiento por compresión

Si un gas sufre una compresión rápida, disminuye su volumen, se produce calor y se incrementa la temperatura. Por ejemplo, cuando se utiliza una bomba de aire para inflar una llanta de bicicleta, la primera se calienta considerablemente debido al trabajo realizado sobre el aire, que al comprimirlo rápidamente, hace aumentar su energía interna y como consecuencia su temperatura.

Figura 1. Compresión de un gas.
Figura 2. Calentamiento por compresión.

Si por algún motivo es necesario que proceso sea isotérmico, el gas deberá contenerse dentro del refrigerador que le extraiga el calor que se genera.

Enfriamiento por expansión

Cuando un gas comprimido se expande rápidamente disminuye la temperatura, debido a que hacer trabajo sobre los alrededores y para conseguirlo debe disminuir (gastar) su energía interna. Así se comprueba todos los días al limpiar aire comprimido el teclado de una computadora. Si fuese necesario mantener constante la temperatura del proceso, el gas deberá estar contenido dentro de un calentador que le permita mantenerla.

Otro ejemplo de enfriamiento por expansión es el que se presenta al abrir una botella de refresco. La mezcla de gases (dióxido de carbono y agua) comprimidos en la parte superior para expandirse deben hacer trabajo empujando al aire que está a su alrededor. Este trabajo lo hacen a costa de disminuir su energía interna, lo que ocasiona un descenso también de su temperatura, provocando que el vapor de agua se condense en finísimas gotas que incluso puede llegar a observarse en forma de nube y es probable que la hayas sentido sobre la mano.

Figura 3. Expansión de un gas.
Figura 4. Enfriamiento por expansión.

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