Encuentro I termodinamica I

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NICARAGÜENSE
U.T.N.














TERMODINÁMICA I

UNIDAD I: CONCEPTOS BÁSICOS














Dra. María Ernestina Soto Sarria



Junio de 2015



“Por la Senda de la Excelencia Académica”

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1.- SONNTAG VAN WYLEN, "FUNDAMENTOS DE LA TERMODINAMICA CLASICA, J. WILEY 1976.

2.- FAYRES, "TERMODINAMICA", UTEHA 1965.

3.- HOLMAN, "TERMODINAMICA", MCGRAW HILL 1975.

4.- NAKAMURA, "TERMODINAMICA BASICA PARA INGENIEROS".

5.- A. DE ESTRADA, "TERMODINAMICA TECNICA", ED. OLSINA 1964.

6.- BAEMR, "TRATADO MODERNO DE TERMODINAMICA", EDIT.MONTESCO 1964,-OBERT GAGGIOLI.



UNIDAD I: CONCEPTOS BÁSICOS

1. Introducción
Una definición excelente de termodinámica establece que es la ciencia de la energía y la entropía. Pero aún no se han definido estostérminos, otra definición en términos ya conocidos es: termodinámica es la ciencia que trata con el calor y el trabajo y con las propiedades de las sustancias que se relacionan con el calor y el trabajo. Como en todas las ciencias, la base de la termodinámica es la observación experimental. En termodinámica, estos descubrimientos se han formalizado en ciertas leyes básicas, que se conocen comoprimera, segunda y tercera leyes de la Termodinámica. Además de estas leyes, se ha postulado la ley cero de la Termodinámica que, en el desarrollo lógico de la Termodinámica precedería a la primera ley, pero ocupa el cuarto lugar.

Una etapa importante de cualquier análisis de ingeniería consiste en describir con precisión lo que va a ser estudiado. En Termodinámica se utiliza el término sistema paraidentificar el objeto de nuestro análisis. Una vez el sistema está definido y se han establecido las interacciones relevantes con otros sistemas es el momento de aplicar una o más leyes físicas o relaciones.

1.1 sistema y volumen de control
Un sistema es cualquier cosa que deseemos estudiar, algo tan simple como un cuerpo libre o tan complejo como una refinería petroquímica completa. Podemosquerer estudiar la cantidad de materia contenida dentro de un tanque cerrado por paredes rígidas o bien considerar algo como una tubería de gas a través de la cual fluye materia. Incluso el vacío, que no contiene materia, puede ser objeto de interés. La composición de la materia en el interior del sistema puede ser fija o puede cambiar mediante reacciones químicas o nucleares. La forma o volumendel sistema analizado no es necesariamente constante, como sucede con un cilindro que contiene gas y es comprimido por un pistón, o con un globo cuando se hincha.

Cualquier cosa externa al sistema se considera una parte del entorno del sistema. El sistema se distingue de su entorno, o alrededores, por un límite específico, la frontera que puede estar en reposo o movimiento. Veremos que lasinteracciones entre un sistema y su entorno, que tienen lugar a través de dicha frontera, juegan un papel importante en la Termodinámica, siendo esencial que la frontera esté definida cuidadosamente antes de proceder a cualquier análisis termodinámico. Sin embargo, puesto que los mismos fenómenos físicos pueden ser analizados a menudo en términos de diferentes elecciones de sistema, frontera y entorno,la elección de un determinado límite para definir un sistema concreto estará condicionada por aquello que nos permita el correspondiente análisis de acuerdo con nuestro interés.

Usualmente se suelen distinguir dos tipos básicos de sistemas a saber, sistemas cerrados y volúmenes de control. Un sistema cerrado consiste en una cantidad fija de materia, por lo que también recibe el nombre de masacontrol, mientras que un volumen de control o sistema abierto es una región del espacio a través de la cual puede fluir masa.

Un sistema cerrado se define como una cantidad determinada de materia. Dado que un sistema cerrado contiene siempre la misma materia, esto implica que no hay transferencia de masa a través de su frontera. Un sistema aislado es un tipo especial de sistema cerrado que no...