Conceptos de termodinamica

UNIDAD 1

Conceptos y definiciones.

Estado de Equilibrio

Se denomina estado de equilibrio de un sistema cuando las variables macroscópicas presión p, volumen V, y temperatura T, no cambian. El estado de equilibrio es dinámico en el sentido de que los constituyentes del sistema se mueven continuamente.
El estado del sistema se representa por un punto en un diagrama p-V. Podemos llevaral sistema desde un estado inicial a otro final a través de una sucesión de estados de equilibrio.
Ecuación de Estado
Se denomina ecuación de estado a la relación que existe entre las variables p, V, y T. La ecuación de estado más sencilla es la de un gas ideal pV=nRT, donde n representa el número de moles, y R la constante de los gases R=0.082 atm·l/(K mol)=8.3143 J/(K mol).
Energía InternaSe denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura.
Límite
Un límite es toda pared, contorno o borde real o ideal que separa el sistema del ambiente. En termodinámica sesupone que el límite de un sistema es una superficie matemática, a la que atribuimos ciertas propiedades ideales como rigidez, impermeabilidad y otras que describiremos más adelante. Los límites reales tan sólo se aproximan a las propiedades de los límites ideales de la Termodinámica. Un sistema se dice cerrado cuando está rodeado por un límite impermeable a la materia, y abierto cuando estárodeado por un límite permeable.
Límite adiabático
Se dice que un límite es adiabático cuando el estado del sistema se puede cambiar únicamente moviendo el límite o bien colocando al sistema en un campo de fuerzas exteriores (por ejemplo campos eléctricos, magnéticos o gravitacionales). Esta noción será crucial en nuestra próxima formulación de la Primera Ley. A veces se suele definir el límiteadiabático como aquél que es impermeable al flujo de calor. Ambas definiciones son a la postre equivalentes, pero preferimos la primera porque es muy difícil dar a priori una definición precisa del concepto de calor. Es mejor que la definición de calor dependa de la presente definición de límite adiabático que no a la inversa.

Límite diatérmico
Se dice que un límite es diatérmico cuando permite queel estado del sistema se modifique sin que haya movimiento del límite. La manera usual de definirlo es que un límite es diatérmico cuando permite el flujo de calor a través de él. De nuevo, preferimos evitar esta segunda definición debido a la dificultad de definir calor. Las definiciones y conceptos precedentes son fundamentales para nuestra formulación de la termodinámica. A continuacióndaremos algunas definiciones no tan básicas, pero importantes en muchas aplicaciones.
Sistema Cerrado
Un sistema cerrado es un sistema físico (o químico) que no interacciona con otros agentes físicos situados fuera de él y por tanto no está conectado "causalmente" ni correlacionalmente con nada externo a él.
Una propiedad importante de los sistemas cerrados es que las ecuaciones de evolucióntemporal, llamadas "ecuaciones del movimiento" de dicho sistema solo dependen de variables y factores contenidas en el sistema.
Sistema Abierto
Un sistema abierto es un sistema físico (o químico) que interacciona con otros agentes físicos, por lo tanto está conectado correlacionalmente con factores externos a él.
Presión
En física y disciplinas afines, la presión es una magnitud física que mide lafuerza por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. (SI) la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
Volumen
Es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Es una magnitud física derivada. La...