Historia de la energia mecanica

• MATERIA Y ENERGIA

• UNA CONSTANTE TRANSFORMACIÓN

• TERMODINAMICA

• Estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento

  
  
• Rama de la Física que estudia el calor, el trabajo,la energía y los cambios que ellos producen en los estados de los sistemas.
  
• TERMODINAMICA
• Un sistema termodinámico se caracteriza por sus propiedades, relacionadas entre sí mediante las ecuaciones de estado.

• Los resultados de la termodinámica son esenciales para otros campos de la física y la química:

  
  
•  ingeniería química-ingeniería mecánica-biología celular-ciencia de los materiales

• Principios de la termodinámica

• La termodinámica  se basa en dos principios fundamentales:

  
  

  1.- La energía del Universo es constante

  
  

  2.- El desorden del Universo aumenta constantemente

• TERMOQUÍMICA.

• Parte de la Química que se encarga del estudio del intercambio energético de un sistema químico con el exterior

  
  

• Sistema y Entorno

ENERGIA TERMICA: ES ASOCIADA CON EL MOVIMIENTO ALEATORIO DE LOS ATOMOS Y MOLECULAS

ENERGIA QUIMICA: ES LA ENERGIA GUARDA DENTRO DE LAS SUSTANCIAS QUIMICAS

ENERGIA NUCLEAR: ES LA LA GUARDADA DENTRO SW LA COLECCION DE NEUTRONES Y PROTONES EN EL ATOMO

ENERGIA ELECTRICA: ES LA ASOCIADA CON EL FLUJO DE ELECTRONES

ENERGIA POTENCIAL ES LA ENERGIA DISPONIBLE EN FUNCION DE LA POSICION DE UN OBJETO

• Medio Ambiente (Entorno)

  
  
• Todo aquello que no está en el sistema pero que puede influir en él. Por ejemplo, consideremos un vaso con agua, que está siendo calentada por un mechero. Consideremos un sistema formado por el vaso y el agua, El medio ambiente está formado por el mechero, el aire, etc.

• Sistemas y variables de estado
• Variables que regulan los sistemas.
• Variables que determinan estado inicial y estado final.
• Se conocen como variables de estados y son:

      volumen, presión, temperatura y masa.

Ejemplo: para un sistema gaseoso : Presión, Tº y V permiten describir el estado inicial.

• Funciones de estado
• Actividad:
• La atmósfera presenta continuos cambios de temperatura y presión. Los instrumentos de un globo  han registrado los siguientes datos:

1.- ¿Qué tipo de sistema es la atmósfera?

2.- ¿Qué variables son las estudiadas?

3.- ¿Qué otras variables podrían estudiarse?

4.- ¿Qué dirías del estado inicial y final  de este sistema?

5.- ¿Podrías predecir las condiciones del tiempo si contaras con más mediciones? Explica

• Energía – Trabajo y Calor
• Energía : capacidad  de un sistema para realizar trabajo. 
• Cualquier sistema químico, a una presión y temperaturas dadas, posee:

             *     Una cantidad de energía que es medible macroscópicamente.

            *      Una cantidad de energía almacenada en su interior debido a su composición, se denomina:

               Energía Interna (E)

Situación:

Se tiene un sistema cerrado con 200 g de agua a temperatura ambiente.

• Es posible aumentar su energía interna:

A)  calentando  ( se entrega calor)

B)  agitando     ( se entrega trabajo)

 En ambos, debido al incremento de la temperatura, aumenta el movimiento molecular  y el valor de la energía   interna.

• Relación entre calor y trabajo.
• Muchas transformaciones intercambian con el entorno calor (q) y trabajo (w), de ahí la variación de energía interna, al pasar de una condición inicial a una final.

 Se representa por:   ΔE  =  E_f – E_{i   ;}   

ΔE = q + w

El calor intercambiado por el sistema más el trabajo realizado sobre el sistema es igual a la variación de energía interna del sistema.

• El calor (q) es una cantidad de energía que se transmite durante un proceso en el cuál hay una diferencia   de temperatura entre  el sistema y sus alrededores.
• El trabajo (w) es una acción que modifica al sistema mismo o a sus alrededores.
• Calor y Temperatura
• El calor es la energía que se transfiere de un sistema a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura.
• La transmisión de calor ocurre hasta que se alcanza el equilibrio térmico ( ambos sistemas alcanzan la misma temperatura)
• La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas de un sistema.
• Cuando un sistema recibe calor, aumenta la velocidad de las moléculas.
• A mayor energía cinética mayor será la temperatura.

• Equilibrio térmico

• Es cuando dos sustancias alcanzan una misma temperatura y no existe transferencia de calor entre ellas.
• Si dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico se dice que tienen la misma temperatura.
• Primera ley de la termodinámica.
   Principio de conservación de la Energía.
• Mayer    y Joule:

 “ La energía total del Universo es constante; la energía no se crea ni se destruye, solo se transfiere entre  un sistema cerrado y su entorno”

• Primer principio de la Termodinámica

• TERMOQUIMICA: Energía en las reacciones químicas
• Hay sistemas químicos que evolucionan de reactivos a productos desprendiendo energía. Son las reacciones exotérmicas.
  
• Ejemplo: Combustiones.

                    Formación de

  agua a partir de H2 y O2.

• Reacciones químicas:
• Otros sistemas químicos evolucionan de reactivos a productos precisando energía. Son las reacciones endotérmicas.
  
• Ejemplos:
• Descomposición en elementos.

 – Fotosíntesis

• Calor especifico
  (capacidad calorífica específica )
  
• Magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.

• PROCESOS TERMODINAMICOS

• Un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia.
• Principales procesos

• Procesos isotérmicos

  
  La temperatura no cambia.

• Procesos Isobáricos

  
  La presión no varía.

• Procesos Isócoros

  
  
      el volumen permanece constante.

• Procesos adiabáticos

  
  No hay transferencia de calor alguna.

 (generalmente, un fluido que realiza un trabajo)

• Sistemas y variables de estado
• Variables que regulan los sistemas.
• Variables que determinan estado inicial y estado final.
• Se conocen como variables de estados y son:

volumen, presión, temperatura y masa.

Ejemplo: para un sistema gaseoso : Presión, Tº y V permiten describir el estado inicial.

• Funciones de estado
• Actividad:
• La atmósfera presenta continuos cambios de temperatura y presión. Los instrumentos de un globo han registrado los siguientes datos:

1.- ¿Qué tipo de sistema es la atmósfera?

2.- ¿Qué variables son las estudiadas?

3.- ¿Qué otras variables podrían estudiarse?

4.- ¿Qué dirías del estado inicial y final de este sistema?

5.- ¿Podrías predecir las condiciones del tiempo si contaras con más mediciones? Explica

• Energía – Trabajo y Calor
• Energía : capacidad de un sistema para realizar trabajo.
• Cualquier sistema químico, a una presión y temperaturas dadas, posee:

* Una cantidad de energía que es medible macroscópicamente.

* Una cantidad de energía almacenada en su interior debido a su composición, se denomina:

Energía Interna (E)

Situación:

Se tiene un sistema cerrado con 200 g de agua a temperatura ambiente.

• Es posible aumentar su energía interna:

A) calentando ( se entrega calor)

B) agitando ( se entrega trabajo)

En ambos, debido al incremento de la temperatura, aumenta el movimiento molecular y el valor de la energía interna.

• Relación entre calor y trabajo.
• Muchas transformaciones intercambian con el entorno calor (q) y trabajo (w), de ahí la variación de energía interna, al pasar de una condición inicial a una final.

Se representa por:

ΔE = E_f – E_{i ;}

ΔE = q + w

El calor intercambiado por el sistema más el trabajo realizado sobre el sistema es igual a la variación de energía interna del sistema.

• El calor (q) es una cantidad de energía que se transmite durante un proceso en el cuál hay una diferencia de temperatura entre el sistema y sus alrededores.
• El trabajo (w)
  

  Es una acción que modifica al sistema mismo o a sus alrededores

• Calor y Temperatura
• El calor es la energía que se transfiere de un sistema a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura.
• La transmisión de calor ocurre hasta que se alcanza el equilibrio térmico ( ambos sistemas alcanzan la misma temperatura)
• La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas de un sistema.
• Cuando un sistema recibe calor, aumenta la velocidad de las moléculas.
• A mayor energía cinética mayor será la temperatura.

• Equilibrio térmico

• Es cuando dos sustancias alcanzan una misma temperatura y no existe transferencia de calor entre ellas.
• Si dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico se dice que tienen la misma temperatura.
• Primera ley de la termodinámica.
  Principio de conservación de la Energía.
• Mayer y Joule:

“ La energía total del Universo es constante; la energía no se crea ni se destruye, solo se transfiere entre un sistema cerrado y su entorno”

• Primer principio de la Termodinámica

• TERMOQUIMICA: Energía en las reacciones químicas
• Hay sistemas químicos que evolucionan de reactivos a productos desprendiendo energía. Son las reacciones exotérmicas.
  
• Ejemplo: Combustiones.

Formación de

agua a partir de H2 y O2.

• Reacciones químicas:
• Otros sistemas químicos evolucionan de reactivos a productos precisando energía. Son las reacciones endotérmicas.
  
• Ejemplos:
• Descomposición en elementos.

– Fotosíntesis

• Calor especifico
  (capacidad calorífica específica )
  
• Magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.

• PROCESOS TERMODINAMICOS

• Un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia.
• Principales procesos

• Procesos isotérmicos

  
  La temperatura no cambia.

• Procesos Isobáricos

  
  La presión no varía.

• Procesos Isócoros

  
  
  el volumen permanece constante.

• Procesos adiabáticos

  
  No hay transferencia de calor alguna.

(generalmente, un fluido que realiza un trabajo)

• Relación entre calor y trabajo.
• Muchas transformaciones intercambian con el entorno calor (q) y trabajo (w), de ahí la variación de energía interna, al pasar de una condición inicial a una final.

Se representa por: ΔE = E_f – E_{i ;}

ΔE = q + w

El calor intercambiado por el sistema más el trabajo realizado sobre el sistema es igual a la variación de energía interna del sistema.

• El calor (q) es una cantidad de energía que se transmite durante un proceso en el cuál hay una diferencia de temperatura entre el sistema y sus alrededores.
• El trabajo (w) es una acción que modifica al sistema mismo o a sus alrededores.
• Calor y Temperatura
• El calor es la energía que se transfiere de un sistema a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura.
• La transmisión de calor ocurre hasta que se alcanza el equilibrio térmico ( ambos sistemas alcanzan la misma temperatura)
• La temperatura es una medida de la energía cinética de las moléculas de un sistema.
• Cuando un sistema recibe calor, aumenta la velocidad de las moléculas.
• A mayor energía cinética mayor será la temperatura.

• Equilibrio térmico

• Es cuando dos sustancias alcanzan una misma temperatura y no existe transferencia de calor entre ellas.
• Si dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico se dice que tienen la misma temperatura.
• Primera ley de la termodinámica.
  Principio de conservación de la Energía.
• Mayer y Joule:

“ La energía total del Universo es constante; la energía no se crea ni se destruye, solo se transfiere entre un sistema cerrado y su entorno”

• Primer principio de la Termodinámica

• TERMOQUIMICA: Energía en las reacciones químicas
• Hay sistemas químicos que evolucionan de reactivos a productos desprendiendo energía. Son las reacciones exotérmicas.
  
• Ejemplo: Combustiones.

Formación de

agua a partir de H2 y O2.

• Reacciones químicas:
• Otros sistemas químicos evolucionan de reactivos a productos precisando energía. Son las reacciones endotérmicas.
  
• Ejemplos:
• Descomposición en elementos.

– Fotosíntesis

• Calor especifico
  (capacidad calorífica específica )
  
• Magnitud física que indica la capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.

• PROCESOS TERMODINAMICOS

• Un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia.
• Principales procesos

• Procesos isotérmicos

  
  La temperatura no cambia.

• Procesos Isobáricos

  
  La presión no varía.

• Procesos Isócoros

  
  
  el volumen permanece constante.

• Procesos adiabáticos

  
  No hay transferencia de calor alguna.

(generalmente, un fluido que realiza un trabajo)