apuntes física termodinamica

APUNTE DE LA ASIGNATURA
FÍSICA TERMODINÁMICA

Elaborado por:
Rodrigo Parra Bruna.

FÍSICA TERMODINAMICA

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TABLA DE MATERIAS
CONTENIDO

Página

CAPÍTULO 1: CONCEPTOS Y DEFINICIONES
1.1 Introducción
1.2 Sistema termodinámico
1.3 Principio cero de la termodinámica
1.4 Propiedades, estado, procesos y ciclo
1.5 Volumen específico y masa molar
1.6 Presión y temperatura1.7 Unidades para masa, longitud, tiempo y fuerza
1.8 Metodología para resolver problemas en termodinámica
Problemas propuestos

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6
6
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CAPÍTULO 2: PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS PURAS
2.1 Introducción
2.2 La relación P- -T
2.3 Valores de las propiedades termodinámicas
Problemas propuestos

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CAPÍTULO 3: LA FASE GASEOSA
3.1 Leyes fundamentales delos gases ideales
3.2 Ecuación combinada de los gases ideales
3.3 Ecuación de estado de los gases ideales
3.4 Desviación de la idealidad
Problemas propuestos

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40
45

CAPÍTULO 4: PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
4.1 Trabajo como primera forma de energía
4.2 Primera ley de la termodinámica
4.3 Intercambiadores de calor o condensadores
Problemas propuestos

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55CAPÍTULO 5: SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
5.1 Consideraciones preliminares
5.2 Plantas térmicas de vapor
Problemas propuestos

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FÍSICA TERMODINAMICA

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CAPÍTULO 1
CONCEPTOS Y DEFINICIONES

1.1 INTRODUCCION
La palabra termodinámica procede de los términos griegos therme (calor) y
dynamis (fuerza). Aunque varios aspectos de los que ahora se conocen comotermodinámica han sido objeto de interés desde la antigüedad, el estudio formal
de la termodinámica empezó en los comienzos del siglo XIX, a partir de las
consideraciones sobre la potencia motriz del calor: la capacidad de los cuerpos
calientes para producir trabajo. Hoy su alcance es mucho mayor, teniendo que
ver, en general, con la energía y con las relaciones entre las propiedades de lamateria.
La termodinámica es tanto una rama de la física como una ciencia de la
Ingeniería. El científico está normalmente interesado en alcanzar una comprensión
de los fundamentos del comportamiento físico y químico de la materia en reposo y
en cantidades determinadas y utiliza los principios de la Termodinámica para
relacionar sus propiedades. Los ingenieros están interesados, en general, enestudiar los sistemas y como estos interactúan con su entorno; y para facilitar esta
tarea extienden el objeto de la termodinámica al estudio de sistemas a través de
los cuales fluye materia.
Los ingenieros utilizan los principios derivados de la termodinámica y otras
ciencias de la ingeniería, tales como la Mecánica de los Fluidos y la Transferencia
de Calor y Masa, para analizar y diseñarobjetos destinados a satisfacer las
necesidades humanas. El vasto campo de aplicación de estos principios se
muestra en la Tabla 1.1, que recoge algunas de las áreas en las que la
termodinámica técnica es importante. Los ingenieros buscan perfeccionar los
diseños y mejorar el rendimiento, para obtener como consecuencia el aumento de
la producción de un proceso deseado, la reducción del consumo deun recurso
escaso, una disminución en los costos totales o un menor impacto ambiental. Los
principios de la Termodinámica juegan un papel importante a la hora de alcanzar
estos logros.
El objetivo de este capítulo es introducir al estudiante en alguno de los conceptos
y definiciones fundamentales que se utilizan en el estudio de la termodinámica
técnica. En la mayor parte de los casos laintroducción es breve, dejando para
capítulos posteriores una exposición más amplia.

FÍSICA TERMODINAMICA

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Tabla 1.1 Áreas específicas de aplicación de la termodinámica técnica
Aplicaciones de la Termodinámica Técnica
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

Turbinas
Compresores y bombas
Centrales eléctricas
Sistemas de propulsión para aviones y cohetes
Sistemas de combustión...