Definicion basica

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Conceptos Básicos

TERMODINÁMICA y ESTADÍSTICA

OBJETIVO: Describir sistemas de muchas partículas. El concepto de T solo tiene sentido ahí.

H2O(s) = H2O(l)

Termodinámica vs Física Estadística
Termodinámica: Basada en un número pequeño de principios y definiendo ciertas variables macroscópicas que caracterizan al sistema, es capaz de predecir su comportamiento macro de los sistemas.Estadística: Inicia con un modelo microscópico sobre la interacción y comportamiento de las partículas que componen al sistema macroscópico, y las cantidades macroscópicas son identificadas como promedio de ciertas cantidades micro. En este curso serán de interés solo las variables macro. Aunque en algunos casos daremos una idea de cómo las cantidades macroscópicas tiene su origen en lasmicroscópicas.

DEFINICIONES BASICAS
Sistema Termodinámico: Sistema formado por muchas partículas y separado del resto del universo a través de paredes muy específicas. Paredes aislantes: No permiten ningún tipo de interacción con el exterior, salvo la gravitacional. Paredes adiabáticas: No permiten intercambio de calor con el exterior, pero quizá sí otro tipo de intercambio (trabajo y materia).Paredes diatérmicas: Permiten intercambio de calor, y según se establezca Quizá de materia. Sistema Aislado: No intercambia materia ni energía con el resto del univ. Sistema Cerrado: Puede intercambiar calor y trabajo pero no materia. Sistema Abierto: Puede intercambiar energía y materia.

Variable Termodinámica: Variables que sirven para describir la condición física (estado) en la que se encuentrael sistema. Se les deben poder asignar valores numéricos. ej: (P, V, T, U…), (H, M, T, S…). Variable Extensiva: Depende del tamaño ( m, Nk) del sistema: S, U… Varaiable Intensiva: No depende del tamaño: P, T… Grados de libertad: número mínimo de variables termodinámicas independientes a partir de las cuales las otras pueden ser conjeturadas. Estado Termodinámico: Condición en la que se encuentrael sistema definida por valores numéricos unívocos de los grados de libertad. Así que un conjunto de valores numéricos de las variables definen un estado único, y una variable (de estado) caracteriza un estado y no la forma de llegar a él. * En termo, T siempre será una de las variables.

Equilibrio termodinámico
Sí un sistema que tiene variables termodinámicas inicialmente no bien definidas(fuera de equilibrio) se le aísla, al transcurrir el tiempo alcanzará un estado en el que todas las variables quedarán bien definidas. En particular, sí inicialmente el grado de calentamiento (θ−empírica) no es uniforme, cuando sea el mismo en todo punto, decimos que: se ha alcanzado un edo de equilibrio termodinámico. Ahí, variables tales como energía y la entropía estarán bien definidas por lasotras que se tomen como indep: U(T, V, Nk), S(T, V, Nk)

Los Sistemas fuera de equilibrio aún son tratables
Aún cuando no exista uniformidad en la temperatura y/o en la masa, se pueden definir variables tales como la energía y entropía. El problema puede ser tratado siempre y cuando la temperatura esté definida localmente. En este caso hay que definir densidades: u(T(x), nk(x))= energía p.u.Vol. s(T(x), nk(x))= entropía p. u. Vol. De manera que: S=∫ [s(T(x), nk(x))]dV, U=∫[u(T(x), nk(x))]dV, N=∫nk(x)dV nk(x)= #-moles p.u. Vol. x= posición espacial

Procesos reversibles, cuasiestáticos, e irreversibles
Proceso: mecanismo y/o condición física a través del cual se cambia al sistema de un estado a otro. Proceso cuasi-estático: Aquel que se realiza con tal lentitud que la trayectoriaentre el edo. incial y el final siempre pasa por estados de equilibrio. Siempre se puede representar en un diagrama coordenado de las variables termodinámicas mediante una curva suave. suave proceso reversible: Aquel que cambia el estado pasando por estados de equilibrio y que puede ser recorrido en una dirección y en la dirección opuesta pasando por los mismos edos. Es una idealización! Proceso...
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