Capitulo 22 Resnik

5. TEMPERATURA
5.1. Concepto de Temperatura.
Es la propiedad de los sistemas que determina si están en equilibrio térmico. El concepto de temperatura se deriva de la idea de medir el calor o frialdad relativos y de la observación de que el suministro de calor a un cuerpo conlleva un aumento de su temperatura mientras no se produzca la fusión o ebullición. En el caso de dos cuerpos contemperaturas diferentes, el calor fluye del más caliente al más frío hasta que sus temperaturas sean idénticas y se alcance el equilibrio térmico (véase Transferencia de calor). Por tanto, los términos de temperatura y calor, aunque relacionados entre sí, se refieren a conceptos diferentes: la temperatura es una propiedad de un cuerpo y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos a diferentestemperaturas.

5.1.1. Sistema Termodinámico: Variables termodinámicas.
Como en un sistema cualquiera podemos tener tres tipos de sistemas así, los sistemas termodinámicos que podemos estudiar, se pueden clasificar en:

o Cerrados: son aquellos que pueden intercambiar energía, aunque no materia, con los alrededores.
o Abiertos: son aquellos que pueden intercambiar materia y energía con losalrededores.
o Aislados: son los que no pueden intercambiar ni materia ni energía.







Ya delimitado ello se puede tomar dos criterios:
• Criterio Macroscópico:
Es el criterio en el cual para un sistema se toman las macro-características o propiedades en gran escala, del sistema y proporcionan una descripción macroscópica del mismo. Las coordenadas macroscópicas tienen las siguientescaracterísticas comunes:
o No implica hipótesis especiales concernientes a la estructura de la materia.
o Su número es pequeño.
o Nos las sugieren, más o menos, nuestros sentidos.
o En general, se pueden medir directamente.

• Criterio Microscópico:
Desde el punto de vista de la mecánica estadística, se considera que un sistema consiste en un gran número N de moléculas, con ello se aplicanconceptos probabilísticos y se admite que el estado de equilibrio del sistema es el estado de mayor probabilidad, sus características son:
• Se hace una hipótesis acerca de la estructura de la materia.
• Deben especificarse muchas magnitudes.
• Nuestros sentidos no sugieren las magnitudes a especificar.
• Las magnitudes especificadas no pueden medirse.
Las variables Macroscópicas de latermodinámica son:
• La masa.
• La densidad.
• La temperatura.
• El volumen.
• La presión.
Las variables microscópicas de la termodinámica son:
• Posición de las partículas.
• Velocidad de las partículas.
• Energía de las partículas.
• Número de partículas, etc.
La termodinámica estudia los sistemas físicos a nivel macroscópico, mientras que la mecánica estadística suele hacer unadescripción microscópica de los mismos.


5.1.2. Equilibrio térmico y la definición de temperatura.

• Equilibrio térmico
Para definir el concepto de equilibrio térmico es necesario definir de forma antes el concepto de Contacto térmico (profundiza del concepto de la sección 1 del trabajo).
Contacto térmico: son dos o más sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante unasuperficie que permite la transferencia de calor (también llamada superficie diatérmica).
Se considera dos sistemas en contacto térmico, dispuestos de tal forma que no puedan mezclarse o reaccionar químicamente. Consideremos además que estos sistemas están colocados en el interior de un recinto donde no es posible que intercambien calor con el exterior ni existan acciones desde el exterior capacesde ejercer trabajo sobre ellos. La experiencia indica que al cabo de un tiempo estos sistemas alcanzan un estado de equilibrio termodinámico que se denominará estado de equilibrio térmico recíproco o simplemente de equilibrio térmico.






Gráfica de dos sistemas alcanzando el equilibrio térmico.
Este concepto de equilibrio térmico y contacto térmico se pueden resumir en La ley cero...