Diagrama De Clapevron

Diagramas de Clapeyron: un análisis teórico y simulado de los Procesos térmicos y cálculo de las cantidades macroscópicas
Harley J. Orjuela Ballesteros1, Alejandro Hurtado Marquez1
Grupo de Investigación Física e Informática Fisinfor, Facultad de Ciencias y Educación, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Carrera 3 No.26 A - 40, Bogotá, Colombia.
1

E-mail:hjorjuelab@correo.udistrital.edu.co; ahurtado@udistrital.edu.co

(Recibido el 23 de Diciembre de 2009; aceptado el 23 de Enero de 2010)

Resumen
Se propone una forma alternativa en el manejo, desarrollo y aprendizaje de los procesos térmicos en física mecánica, como lo son los diagramas P-V o Diagramas de Clapeyron, en un sistema ideal de gases contenidos en diferentes recipientes donde se plantea una variación detemperatura, presión y volumen. Esta fenomenología se modela y resuelve mediante el empleo de una plataforma libre Gnu/Linux como lo es el paquete computacional STEP, que permite ilustrar y "confrontar" la solución teórica obtenida, a través de los medidores incorporados en este software libre desarrollado por los grupos The KDE Education Project (Kde-Edu) y Fisinfor. Palabras clave: Termodinámica,Enseñanza, Física General, Simulación.

Abstract
It proposes an alternative in the management, development and learning of the thermal processes in mechanical physics, as they are it the diagrams P-V or Diagrams of Clapeyron, in an ideal system of contained gases in different recipients where he thinks about a variation of temperature, pressure and volume. This phenomenology is modeled and itsolves by means of the employment of a free platform Gnu/Linux like it is the STEP software package that allows to illustrate and to confront the obtained theoretical solution, through the meters incorporated in this free software developed by the groups The KDE Education Project (Kde-Edu) and Fisinfor. Keywords: Thermodynamics, Teaching, General Physics, simulations. PACS: 05.70.-a, 01.40.gb,01.55.+b, 02.70.-c. ISSN 1870-9095

I. INTRODUCCIÓN
La enseñanza de la física ha tenido aspectos y puntos de vista que generan una gran controversia, ya que si bien día a día se exploran nuevas herramientas en la educación como las denominadas TICs (Tecnologías de la información y la comunicación), el experimento y el aporte epistemológico en la enseñanza de esta ciencia, se denota la importanciaque tiene dichas herramientas en la educación media y en el nivel universitario [1], más aún cuando se exploran sistemas alternativos de enseñanza como los paquetes desarrollados en plataformas libres y de código abierto, en Termodinámica. Bajo este orden de ideas se desarrolla una alternativa en la comprensión y modelación de problemas propios de termodinámica.

II. ALGO DE HISTORIA
Hacerhistoria en cualquier contexto, no es nada fácil, y peor aún sería pasar desapercibido en esa historia y sin poder aportar nada al respecto [2]. Benoit Pierre Emile Clapeyron (1799-1864) fue profesor de Mecánica en París. En 1834 publicó una representación analítica y gráfica de los estudios del ingeniero francés Sadi Carnot (17961832), para lo cual supuso todavía que el calor era una sustancia [3],aunque lo interesante fue la creación de una de las representaciones gráficas de datos volumétricos que más utilidad ha tenido en la física, el denominado Diagrama de Clapeyron o simplemente Diagrama P-V. En él están representados todos los estados que puede tener una sustancia pura (ideal). Cada estado que se describe en el sistema es un punto en el diagrama; cada punto se ubica por medio de unvalor de presión (ubicado en las
216 http://www.journal.lapen.org.mx

Lat. Am. J. Phys. Educ. Vol. 4, No. 1, Jan. 2010

Harley J. Orjuela Ballesteros y Alejandro Hurtado Márquez

ordenadas del gráfico) y un valor de volumen específico (ubicado en las abscisas del gráfico).

III. ACERCA DEL DIAGRAMA PV – CLAPEYRON
Los diagramas P-V representan gráficamente el proceder de una sustancia,...