Ingenieria en sistemas computacionales

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¿Qué es la termodinámica?
Etimológicamente entendemos por termodinámica (De las raíces griegas: θερμo y δύναμις - termo que significa calor y dínamis que significa fuerza, respectivamente) Ciencia que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Para una definición general tenemos que la Termodinámica es la rama de la física que estudia la energía, la transformación entre susdistintas manifestaciones, como el calor y su capacidad para producir un trabajo; la termodinámica estudia los sistemas físicos a nivel macroscópico.

Calor y trabajo
Esta materia al tratarse del calor, la temperatura y el trabajo, es importante diferenciar estas palabras; la relación que tienen ambos es que incluyen trasferencia energía, la diferencia es que en mecánica el trabajo es definido comouna cantidad escalar, igual en magnitud al producto de una fuerza por un desplazamiento, aquí no interfiere la temperatura; En cambio el calor es energía que fluye de un cuerpo a otro a causa de la diferencia de temperatura, la única condición para que ocurra esta transferencia es que exista una diferencia de temperatura. Tanto el calor como el trabajo representan cambios que ocurren en un proceso,estos cambios están acompañados de una variación en la energía interna.

Energía interna y su función
La energía interna puede aumentar o disminuir según sea el proceso, es decir, como se muestran en las imágenes, la energía del agua aumenta debido a un trabajo mecánico, de igual modo aumenta la energía interna del agua puesto que se le aplica un flujo de calor.
Para describir la función dela energía interna, es necesario considerar que un sistema se encontrará en equilibrio termodinámico si no hay una fuerza resultante que actúe sobre el sistema y si la temperatura del sistema es la misma que la de sus alrededores; esta condición requiere que no se realice trabajo alguno ni sobre el sistema ni por el sistema y además que no haya ningún intercambio de calor entre el sistema y susalrededores. El estado termodinámico puede describirse mediante tres coordenadas:
1.- su presión (p)
2.- su volumen (v)
3.- su temperatura (t)
El calor neto absorbido se representa por Q, el trabajo neto realizado por el sistema se representa por T. La energía tiene que conservarse, el cambio de la energía interna debe representar la diferencia entre el calor neto absorbido por el sistema y eltrabajo neto que realiza el sistema sobre sus alrededores, en formula tendríamos que: U=Q-W; esta ecuación establece la existencia de una función de energía interna que se determina mediante las coordenadas termodinámicas de un sistema. Su valor en ele estado final menos su valor en el estado inicial representa el cambio de energía del sistema.

Escalas de temperatura
La temperatura es elnivel de calor en un gas, líquido, o sólido. Existen 3 escalas de temperatura, pero las más comunes son las escalas de Celsius y de Fahrenheit, la escala de Kelvin es primordialmente usada en experimentos científicos.

Escala Celsius
La escala Celsius fue inventada en 1742 por el astrónomo sueco Andrés Celsius. Es también llamada escala centígrada. Esta escala divide el rango entre lastemperaturas de congelación y de ebullición del agua en 100 partes iguales. Las temperaturas en la escala Celsius son conocidas como grados Celsius (ºC).

Escala Fahrenheit
La escala Fahrenheit fue establecida por el físico holandés-alemán Gabriel Daniel Fahrenheit, en 1724. Aun cuando muchos países están usando ya la escala Celsius, la escala Fahrenheit es ampliamente usada en los Estados Unidos.Esta escala divide la diferencia entre los puntos de fusión y de ebullición del agua en 180 intervalos iguales. Las temperaturas en la escala Fahrenheit son conocidas como grados Fahrenheit (ºF).

Escala de Kelvin
La escala de Kelvin lleva el nombre de William Thompson Kelvin, un físico británico que la diseñó en 1848. Prolonga la escala Celsius hasta el cero absoluto, una temperatura hipotética...
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