Por ejemplo, el volumen está relacionado con la presión y la temperatura de un gas ideal por la ley del gas ideal.
El volumen físico de un sistema puede o no coincidir con un volumen de control utilizado para analizar el sistema.
Los cambios a este volumen se pueden hacer a través de una aplicación de trabajo, o se pueden usar para producir trabajo.
Sin embargo, un proceso isocórico funciona a un volumen constante, por lo que no se puede producir ningún trabajo.
Muchos otros procesos termodinámicos darán como resultado un cambio en el volumen.
Un proceso politrópico, en particular, causa cambios en el sistema para que la cantidad
Tenga en cuenta que para índices politrópicos específicos, un proceso politrópico será equivalente a un proceso de propiedades constantes.
Los gases son compresibles, por lo que sus volúmenes (y volúmenes específicos) pueden estar sujetos a cambios durante los procesos termodinámicos.
Sin embargo, los líquidos son casi incompresibles, por lo que sus volúmenes a menudo se pueden tomar como constantes.
En general, la compresibilidad se define como el cambio de volumen relativo de un fluido o sólido como respuesta a una presión, y puede determinarse para sustancias en cualquier fase.
Muchos ciclos termodinámicos se componen de procesos variables, algunos que mantienen un volumen constante y otros que no.
El trabajo mecánico realizado en un fluido de trabajo provoca un cambio en las restricciones mecánicas del sistema; en otras palabras, para que el trabajo ocurra, el volumen debe ser alterado.
Como con todos los pares conjugados, el producto es una forma de energía.
es la energía perdida en un sistema debido al trabajo mecánico.
Este producto es un término que compone la entalpía
En los sistemas termodinámicos donde la temperatura y el volumen se mantienen constantes, la medida del trabajo "útil" alcanzable es la energía libre de Helmholtz; y en sistemas donde el volumen no se mantiene constante, la medida del trabajo útil que se puede alcanzar es la energía libre de Gibbs.
En el caso de un proceso de volumen constante, todo el calor afecta la energía interna del sistema (es decir, no hay trabajo pV, y todo el calor afecta la temperatura).
[1] En muchos casos, el volumen específico es una cantidad útil para determinar porque, como propiedad intensiva, se puede utilizar para determinar el estado completo de un sistema junto con otra variable intensiva independiente.
El volumen específico también permite que los sistemas se estudien sin hacer referencia a un volumen de operación exacto, que puede no ser conocido (ni significativo) en algunas etapas del análisis.
El volumen de gas aumenta proporcionalmente a la temperatura absoluta y disminuye inversamente proporcionalmente a la presión, aproximadamente de acuerdo con la ley del gas ideal:
donde: Para simplificar, un volumen de un gas puede expresarse como el volumen que tendría en condiciones estándar de temperatura y presión, que son 0 °C y 100 kPa.
[2] En contraste con otros componentes del gas, el contenido de agua en el aire, o la humedad, depende en mayor grado de la vaporización y la condensación del agua, que a su vez depende principalmente de la temperatura.
Por lo tanto, al aplicar más presión a un gas saturado con agua, todos los componentes inicialmente disminuirán en volumen aproximadamente de acuerdo con la ley del gas ideal.
A la inversa, la disminución de la temperatura también haría que se condensara algo de agua, haciendo que el volumen final se desvíe de lo previsto por la ley del gas ideal.
Por lo tanto, el volumen de gas puede expresarse alternativamente excluyendo el contenido de humedad: Vd (volumen seco).
Esta fracción sigue con mayor precisión la ley del gas ideal.
Por el contrario, Vs (volumen saturado) es el volumen que tendría una mezcla de gases si se le añadiera humedad hasta la saturación (o 100% de humedad relativa).
Donde, además de los términos utilizados en la ley del gas ideal: Por ejemplo, calculando cuánto se llenaría 1 litro de aire (a) a 0 °C, 100 kPa, pw = 0 kPa (conocido como STPD, ver más abajo) cuando se inhala hacia los pulmones donde se mezcla con vapor de agua (l) , donde se convierte rápidamente en 37 °C, 100 kPa, pw = 6.2 kPa (BTPS):
Algunas expresiones comunes del volumen de gas con temperatura, presión y humedad variables o definidas son: Los siguientes factores de conversión se pueden usar para convertir entre expresiones para el volumen de un gas:[3] El volumen parcial de un gas en particular es el volumen que tendría el gas si solo ocupara el volumen, con presión y temperatura inalteradas, y es útil en mezclas de gases, p. aire, para centrarse en un componente de gas en particular, p. ej.
Puede ser aproximado tanto por presión parcial como por fracción molar:[4]