Diagramas Termodinamicos

Ing. Ricardo Aníbal Alor Solórzano

Termodinámica II

PRIMERA SEMANA DIAGRAMAS FUNDAMENTALES
¿QUÉ ES LA TERMODINÁMICA?
La Termodinámica es una herramienta analítica teórica y práctica que interpreta fenómenos naturales des- de el punto de vista de las relaciones de materia y energía. La palabra “Termodinámica” fue usada por vez primera en 1850 por W. Thomson (Lord Kelvin) como combinaciónde los vocablos griegos “termo” (calor) y “dinamos” (potencia o fuerza), aunque actualmente se usa como opuesto a estático. La Termodinámica estudia el intercambio de energía en sus diversas formas, su interacción con los equipos, las propiedades de la materia y el uso racional de la energía. Dado que no se puede concebir industria sin uso de energía, esta ciencia tiene una gran importanciapráctica y se aplica en todas las ramas de la Ingeniería. La formulación de leyes en el campo de la Termodinámica es tan general que estas parecen oscuras. A menudo se describen relaciones energéticas y másicas sin especificar la índole de los procesos que las originan. Esto es así porque las leyes que se estudian tienen aplicación y vigencia en todos los fenómenos naturales, y restringirlas de algún modosería destruir su significado. A la Termodinámica no le incumben los detalles constructivos de un determinado proceso que produce una cierta transformación, sino la transformación en sí, y la estudia desvinculada de todo detalle que quite generalidad a su estudio. Esto no le impide obtener relaciones válidas y útiles, tan generales que son aplicables a todos los procesos industriales. En general,nos limitaremos a establecer nuestro análisis en base al balance de masa, de energía y de entropía, haciendo abstracción del funcionamiento interno del proceso. Esto es, la Termodinámica trata a los procesos como cajas negras sin interesarse en su funcionamiento interno, salvo como una cuestión complementaria, pero esos detalles se pueden eliminar por completo sin afectar la validez del análisistermodinámico.

MÉTODO DE LA TERMODINÁMICA. CONCEPTOS BÁSICOS
Hay dos enfoques de la Termodinámica que proveen una comprensión integral de las relaciones de masa y energía. Uno es el macroscópico que estudia la materia sin ocuparse demasiado de la composición particulada. Esto se conoce generalmente como “Termodinámica clásica”, porque sus contenidos son principalmente los que se desarrollaronen las primeras etapas de esta ciencia. La mayor parte de los textos básicos de Termodinámica exponen la Termodinámica clásica. El enfoque microscópico en cambio parte de la composición particulada de la materia y, con la ayuda de la mecánica estadística y otras técnicas, elabora modelos de los agentes termodinámicos que se usan principalmente en la estimación de las propiedades de sustanciaspuras. Una clara exposición de este tema se puede encontrar en el libro de F. W. Sears “Termodinámica y Teoría Cinética”. Lo que hace atractiva a la Termodinámica clásica es su capacidad de predecir el comportamiento de los sistemas materiales. Dijo Einstein: Una teoría resulta más impresionante mientras más simples sean sus premisas, más diversos sean los objetos a que se refiere y más extenso sea sucampo de aplicación. De ahí la profunda

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Termodinámica II

impresión que la Termodinámica Clásica ha hecho en mí. Constituye la única teoría física de contenido universal que, dentro de los límites de aplicación de sus conceptos básicos, estoy convencido de que nunca será desplazada. También dijo Arnold Sommerfield, en un tono un poco en broma y unpoco en serio: La Termodinámica es una materia extraña. La primera vez que se estudia, no se en- tiende nada. La segunda vez uno cree que la entiende, excepto por uno o dos pe- queños detalles. La tercera vez uno sabe que no la entiende, pero para ese momento está tan acostumbrado que ya ha dejado de molestarle. Siguiendo a Sommerfield (que por algo ganó un premio Nobel) conviene estudiar...