La termodinámica se define como el proceso que estudia El calor y el trabajo a su vez, según como este incorporado en el temario de Físico – químico. Si se predispone al estudio directo de la temática Conoceremos la importancia de cada uno de los cambios mencionados anteriormente (calor y trabajo).
Termodinámica
ØCiencia que Trata de las transformaciones de la energía, y de las propiedades de las Sustancias involucradas.
ØLa Termodinámica se ocupa de la energía y sus transformaciones en los sistemas Desde un punto de vista macroscópico.
Interviene prácticamente en todos los campos de la Ingeniería. Ejm: en motores de combustión interna: se puede calcular la Cantidad de aire y combustible necesarios, la cantidad y composición de los Productos de la combustión, los requisitos de enfriamiento, etc
LEY CERO: Ley cero de la termodinámica (1925,
Fahrenheit (1736)): Establece el equilibrio térmico, permite garantizar la
Reproducibilidad de las mediciones de temperatura.
SISTEMATERMODINAMICO: Porción de espacio o cantidad de materia Que se selecciona para propósito de análisis.
SISTEMA AISLADO: es el sistema que no puede Intercambiar materia ni energía con su entorno.
SISTEMA CERRADO: es el sistema que sólo puede Intercambiar energía con su entorno, pero no materia. Ejm: el gas contenido en Un cilindro, el aire en una llanta, etc.
SISTEMA ABIERTO: es el sistema que puede intercambiar Materia y energía con su entorno. Ejm: una bomba de agua, una turbina, un Motor, un compresor, etc.
PROPIEDADES Termodinámicas
Propiedad termodinámica:
es una variable que cuantifica la situación de un sistema. Esta depende
Del estado del sistema y es independiente de la trayectoria (esto es, de sus
Antecedentes) por la cual haya llegado a dicho estado
Podemos clasificarlas en: intensivas y Extensivas
Propiedades intensivas: Aquellas que NO dependen de la Masa del sistema. (Ejemplo : presión (P), Temperatura (T), densidad (ρ).
Propiedades extensivas: Aquellasque dependen de la masa del sistema. . (Ejemplo : peso (F = m x g), Volumen (V)
Propiedad intensiva = (propiedad extensiva / masa )
Volumen especifico= Volumen / masa
ESTADO Termodinámico: El estado de un Sistema queda identificado por el conjunto de valores que tienen las Propiedades termodinámicas en ese instante.
Generalmente la presión y la temperatura, la presión y El volumen específico, o la temperatura y el volumen específico son propiedades Que se utilizan para definir un estado.
proceso: es la transformación de un estado a otro, siendo El camino del proceso la serie de estados a través de los cuales pasa.
Ciclo: es un proceso que comienza y termina en un Mismo estado. Las propiedades varían durante el transcurso del ciclo. Pero al Volver al estado inicialtodas las Propiedades vuelven a tomar sus valores originales.
Principio cero :
Establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura
Empírica θ. Es decir, que si se coloca un cuerpo con cierta temperatura con
Otro cuerpo con menor temperatura, ambos intercambiaran calor hasta que ambos
Tengan la misma temperatura.
Primer principio:
Conocida como principio de conservación de la energía para la
Termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este
Intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
Segundo principio:
llamado principio de aumento de entropía, que es una forma de enunciar
El segundo principio de la termodinámica. Debido a esta ley también se tiene
Que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos
De mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio
Térmico.
Tercer principio:
Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual
Al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos.
Se dice que un Sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, Cuando al menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia. Los procesos Más importantes son:
•Procesos isotérmicos:
son procesos
En los que la temperatura no cambia.
•Procesos isobáricos:
son
Procesos en los cuales la presión no varía.
•Procesos isocóricos:
son
Procesos en los que el volumen permanece constante.
•Procesos adiabáticos:
son
Procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.
•Procesos diatérmicos:
son
Procesos que dejan pasar el calor fácilmente.
•Procesos isoentrópicos:
procesos
Adiabáticos y reversibles. Procesos en los que la entropía no varía.
Las magnitudes Termodinámicas o variables de estado se clasifican en dos tipos:
Magnitudes Intensivas
Son aquellas Que tienen el mismo valor en todos los puntos de un sistema en equilibrio, Independientemente del tamaño de éste. Magnitudes intensivas son:
•la presión
•la temperatura
•las magnitudes específicas (definidas más adelante)
Magnitudes Extensivas
Son Proporcionales al tamaño del sistema, de forma que si el sistema se corta por La mitad, sus valores se reducen a la mitad (cosa que no ocurre con las Magnitudes intensivas). Son magnitudes extensivas:
•la masa
•el volumen
•el número de moles
•la energía
•la entropía
Energía Térmica
Es la Capacidad que posee un cuerpo para realizar una acción o trabajo, o producir un Cambio o una transformación
La energía se Manifiesta continuamente a nuestro alrededor, y se presenta en la naturaleza Bajo muchas formas; energía cinética (energía que tiene un cuerpo en Movimiento), energía potencial (energía que tiene un cuerpo originada por su Posición en el espacio), energía eléctrica (capaz de encender un bombillo o hacer Funcionar un motor), energía química(contenida en pilas y baterías, en los Combustibles o en los alimentos), energía térmica, nuclear, eólica, hidráulica, Mecánica, radiante o electromagnética, entre otras.
Una de las Propiedades que presenta la energía es que se transfiere; por ejemplo, cuando Un objeto se calienta, lo hace porque otro cuerpo, que tiene una temperatura Mayor, le transfiere energía en forma de calor, esta sufre un cambio, por lo Que en el proceso se realiza algún tipo de trabajo.
La energía no Se crea ni se destruye, simplemente se transforma; ésta es la ley de la Conservación de la energía.
Energía Mecánica
Energía Cinética