Conceptos básicos de termodinámica

CONCEPTOS BASICOS PARA TERMODINAMICA

1.- Sistema: Porción del universo que se aísla física o mentalmente para su estudio.
Clasificación de los sistemas:
a) En materiales o ideales
b) En macroscópicos o moleculares
c) En homogéneos y heterogéneos. Fase porción con las mismas características en sus diferentes partes.
d) En comunicados y aislados.
Comunicados:
Sistemas abiertos:intercambian masa con el medio.
Sistemas cerrados: no intercambian masa.
Aislados: No intercambian calor con el medio.

2.- Medio Ambiente, entorno o alrededores: Parte del universo que es afectado o afecta al sistema.

3.- Variable o Propiedad: Permite caracterizar o definir un sistema. Las propiedades de estado no dependen de la historia del sistema y es necesario y suficiente que su diferencialsea una diferencial exacta.
Estado: Conjunto de los valores de las variables que definen el sistema en un instante.
Ecuación de Estado: Relación que liga a las propiedades que definen los estados posibles de un sistema.

Clasificación de las variables y propiedades
a) Atendiendo a la costumbre: Físicas, químicas, mecánicas, eléctricas, térmicas, etc.
b) Atendiendo a su valor: De referencia,cuando se conoce su cero absoluto.
c) Atendiendo a su relación con la masa.
Extensivas: cuando al modificar la masa, varían proporcionalmente con la masa y son aditivas. Ejem. Volumen, energía interna.
Intensivas: no se modifican al variar la masa. ejem. Temperatura, presión.
Las variables extensivas se pueden convertir en intensivas cuando se expresan por unidad de masa, a éstas se les llamavariables específicas.
d) Atendiendo a su representación: Pueden ser escalares, vectoriales o tensoriales.

Variables Físicas: Aquellas que pueden cuantificarse

4.- Proceso: Todo cambio que ocurre en un sistema. Un proceso se determina cuando un sistema toma diferentes estados. Todo proceso es causado por una fuerza motriz. La fuerza motriz corresponde a la diferencia de valores que tomandiversas variables. A cada variable que tiene como diferencia la fuerza motriz se le conoce como potencial. Los procesos se realizan en el sentido de los potenciales decrecientes.

Rapidez de un Proceso = Fuerza Motriz/ Resistencia
Equilibrio: - verdadero: Fuerza Motriz = 0
- aparente: Resistencia = 
Clasificación de los procesos:
a) Atendiendo a la intervención del hombre: Naturales yartificiales.
b) Atendiendo al tiempo. Continuos y Discontinuos.
Continuos: permanente: en el proceso las variables en un punto fijo del sistema no varían.
variable
Discontinuos: Cíclicos
c) Atendiendo al equilibrio: Reversibles e irreversibles
d) Atendiendo al valor de una propiedad. Existen procesos donde se mantiene constante una de las variables que lo determinan tomando nombresespecíficos.

Propiedad constante Nombre del Proceso Propiedad constante Nombre del Proceso
masa isomásico Presión isobárico
volumen isométrico Temperatura isotérmico
entalpia isoentálpico Entropía isoentrópico
sin calor adiabático

5.- Mediciones. Cuantificación de las variables físicas por comparación con un patrón.
Sistema de Dimensiones: Relaciones entre las variables a partir de lasvariables fundamentales.

Sistema dimensional Variables
fundamentales Ecuación dimensional
absoluto L M t T [P] = [ L-1 M t-2 ] [Ec] = [ L2 M t-2 ]
gravitacional L F t T [P] = [ L-2 F ] [Ec] = [ L F ]
práctico L M F t T [P] = [ L-2 F ] [Ec] = [ L2 M t-2 ]

El Sistema internacional de unidades SI tiene como unidades fundamentales el metro m, el kilogramo kg, el segundo s, el gradokelvin K, el ampere A, candela cd, cantidad de materia mol.

6.- Presión P = F/A perpendicular a la F.
P absoluta = P atmosférica + P manométrica.
P absoluta = P atmosférica - P vacío.
unidades 1 atm = 760 mmHg = 14.7 psi = 1. 013 x 105 Pa (N/m2) = 1.013 bar

7.- Ley Cero de la Termodinámica: si dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, los tres cuerpos están en equilibrio...