conceptos Basicos de Termodinamica

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Ingeniería
Capítulo I
INTRODUCCION Y CONCEPTOS BASICOS

TERMODINÁMICA Y ENERGÍA
La termodinámica se puede definir como la ciencia de la energía (la energía se puede considerar como la capacidad para producir cambios).
La palabra termodinámica proviene de las palabra griegas there (calor) y dynamis (fuerza) lo cual corresponde a lo masdescriptivo de los primeros esfuerzos por convertir el calor energía.
Una de las mas importantes y fundamentales leyes de la naturaleza es el principio de la conservación de la energía. Esta expresa que durante una interacción, la energía puede cambiar de una forma a otra pero su cantidad total permanece constante. Es decir “La Energía no se crea ni se destruye”.
La primera ley de latermodinámica es simplemente una expresión del principio de conservación de la energía, y sostiene que la energía es una propiedad termodinámica.
La segunda ley de la termodinámica, afirma que la energía tiene calidad asi como cantidad y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad de energía.
La primera y la segunda leyes de la termodinámica surgieron de forma simultánea a partir del año1850 principalmente de los trabajos de William Rankine, Rudolph Clausius y Lord Kelvin. El término termodinámica se uso primero en una publicación de Lord Kelvin en 1849, y por su parte, William Rankine, profesor de la universidad de Glasgow, escribió en 1859 el primer texto sobre el tema.
Al estudio macroscópico de la termodinámica que no requiere conocer el comportamiento de cada una de laspartículas se llama termodinámica clásica, y proporciona un modo directo y fácil para la solución de problemas de ingeniería. Un enfoque mas elaborado, vasado en el comportamiento promedio de grupos granes de partículas individuales, es el de la termodinámica estadística el cual es una enfoque microscópico bastante difícil de estudiar.
La termodinámica se puede encontrar en la naturaleza, todas lasactividades tienen que ver con cierta interacción entre la energía y la materia; por consiguiente la termodinámica se encuentra en todas las aéreas.

IMPORTANCIA DE LAS DIMENSIONES Y UNIDADES
Cualquier cantidad física se caracteriza mediante dimensiones. Las magnitudes asignadas a las dimensiones se llaman unidades. Algunas dimensiones básicas, como masa m, longitud L, tiempo t, temperatura T seseleccionan como unidades primarias o fundamentales, mientras que otras como la velocidad V, energía E y volumen V se expresan en términos de as dimensiones primarias y se llaman dimensiones secundarias o dimensiones derivadas.
Existen en la actualidad dos sistemas de unidades importantes: el SI y el Sistema Ingles
El SI métrico (Sistema Internacional). El SI es un sistema simple y lógico basadoen una relación decimal entre las distintas unidades, y se usa para trabajo científico y de ingeniería en la mayor parte de las naciones industriales, incluso en Inglaterra.
El sistema Ingles no tiene base numérica sistemática evidente y varias unidades de este sistema se relaciones entre sí de manera bastante arbitraria, y las unidades correspondientes son libra-masa (lbm), pie (ft) y segundo(s). Estados Unidos es el único país industrializado que aun no adopta por completo el SI.
La unidad de la fuerza deriva de la segunda ley de Newton: Fuerza= (masa)(aceleración). En el SI la unidad de fuerza es el newtons (N) y se define como la fuerza requerida para acelerar una masa de ¡kg a razón de 1m/s^2. En el Sistema ingles, la unidad defuerza es la libra fuerza (lbf) y se define como la fuerza requerida para acelerar una masa de 32.174 lbm (1 slug) a razón de 1 ft/s^2.
1N=1kg*m/s^2
1lbf=32.174 lbm*ft/s^2
En 1960, la CGPM produjo el SI, el cual se basa en seis cantidades fundamentales, cuyas unidades se adoptaron en 1954 en la decima Conferencia Gral. De pesos y Medidas: metro (m) para la longitud, kilogramo (kg) para la...