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Respuesta:
Compresibilidad en sólidos, líquidos y gases
Los sólidos a nivel molecular son muy difíciles de comprimir, ya que las moléculas que tienen los sólidos son muy pegadas y existe poco espacio libre entre ellas como para acercarlas sin que aparezcan fuerzas de repulsión fuertes. Esta situación contrasta con la de los gases los cuales tienen sus moléculas muy separadas y que en general son altamente compresibles bajo condiciones de presión y temperatura normales. Los líquidos bajo condiciones de temperatura y presión normales son también bastante difíciles de comprimir aunque presenta una pequeña compresibilidad mayor que la de los sólidos.
Explicación:
La entalpía y la energía interna están relacionadas por la ecuación:
h = u + Pv
la cual diferenciada totalmente se transforma en:
dh = du + d(Pv)
Los análisis de procesos de calentamiento de sistemas cerrados a presión y a volumen
constante llevaron a que:
A volumen constante: d'q1 = cv dt = du
A presión constante: d'q2 = cp dt = dh
para el mismo cambio de temperatura,
Al reemplazar- en la diferencial total, Ecuación (1), la energía interna y la entalpía en
función del calor:
d'q2 = d'q1 + Pdv + Vdp
y, evidentemente, d'q2 es mayor que d'q1 o sea que la energía en forma de calor que es
necesario suministrar es mayor cuando el proceso se realiza a presión constante que
cuando se efectúa a volumen constante.
El caso general se presenta cuando tanto la presión como el volumen cambian durante el
proceso; sin embargo, cuando se trata de líquidos y sólidos se encuentra que si los
cambios de presión son bajos (menores de 5 atm) y cambios moderados de temperatura
(debido a la dilatación térmica), los términos P dv y v dP tienden a cero porque, además,
líquidos y sólidos son incompresibles.
En estas condiciones:
d'q2 = d'q1
Y de ahí se concluye que cp = cv para sólidos y liquidos, siempre y cuando se cumplas las condiciones anteriores.