Introducción a la Termodinamica

Termodinámica clásica

Mecánica Estadística

Mecánica Cuántica

Teoría de Campo

Física Matemática

FISICA
Mecánica clásica
Física Relativista

Optica

Física del Estado Sólido

DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

ELEMENTOS DE TERMODINÁMICA EN EQUILIBRIO
-Generalidades
-Ley cero de la termodinámica y temperatura
-Ecuación de estado
-El concepto de trabajo en termodinámica
-El concepto de energía y laprimera ley de la termodinámica
-Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica
-Segunda ley de la termodinámica
-Ecuaciones de Gibbs-Duhem y TdS
- Potenciales termodinámicos. Relaciones de Maxwell
Introducción a la Termodinámica Clásica
Leopoldo García-Colín, Trillas

DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

LA TERMODINAMICA CLASICA ES UNA CIENCIA
FENOMENOLOGICA QUE ESTUDIA LAS PROPIEDADES DE LAMATERIA CUANDO SON AFECTADAS
POR UN CAMBIO DE TEMPERATURA, EN TANTO,
QUE EN LAS OBSERVACIONES NO SE TENGA EN
CUENTA LA COMPOSICION MACROSCOPICA DE
LA MATERIA.
TIPOS DE MATERIA QUE ESTUDIA:
•GAS
•LIQUIDO
•SOLIDO
•MEMBRANA SUJETA A TENSION SUPERFICIAL
•SOLIDO PARAMAGNETICO
•METALES SUPERCONDUCTORES
•RADIACION DE CUERPO NEGRO
•PLANTAS NUCLEARES
•SISTEMAS BIOLOGICOS, ETC
DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

1.Generalidades
Definiciones.
La termodinámica estudia las diversas formas de energía y
trabajo así como sus interconversiones.

Universo x1, x2,...,xn

Cualquier sistema físico o químico
puede ser descrito como un sistema
termodinámico
f= f(xi)

3. Alrededores

2. Frontera

1. Sistema
Termodinámico
xi

Volumen V
Concentración C

Presión P
Temperatura T
DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

Tipos de sistemaTermodinámico

alrededores
Aislado.- Si EsU =0 ó msU =0

U

Sistema

Termicamente.- EsU 0 pero msU =0
Abierto.- EsU  0 y msU  0

Termodinámica clásica (o en equlibrio).- Describe sistemas
termodinámicos en equilibrio (o sistemas que obedecen procesos
reversibles) donde no se tienen en cuenta la composición microscopica de la materia.

DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

Sistema termodinámico.-Está constituido por una porción del
universo físico que consideramos para su estudio.

Alrededores

Alrededores.- Porción del
universo más cerca al sistema
con la cuál interactúa.
 Tipos de paredes.-

Frontera

Aislantes.- No permiten interacción
alguna entre el sistema y sus alrededores
(mec., eléctrica, magnética, térmica pero si
gravitacional).
Adiabáticas.-No permiten la interacciónmediante efectos no mecánicos (“impiden
el intercambio de calor entre el sistema
y sus alrededores”).
Diatérmicas.- Son aquellas no adiabáticas
DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA



Sistemas
•Aislado
Alrededores

•Termicamente aislado

•Contacto térmico

Frontera

DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

Asociado a cada sistema termodinámico existen una serie de
atributos macroscópicos susceptibles de medirseexperimentalmente,
a los cuales pueden asociarse valores numéricos (OBSERVABLE).


Presión P, volumen V, tensión T, campo magnético H,
magnetización M, etc  X, Y, Z,... (variables, propiedades o
coordenadas termodinámicas).

Grados de libertad.- Subconjunto de variables
independientes del sistema termodinámico

Ecuación termodinámica o ecuación de estado f = f (X,Y,Z,...)
DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERAEjemplos de sistemas termodinámicos
f=f(T,V,C)

f=f(T,V,C,P,)

f=f(T,V,P)

DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

Termodinámica clásica (o en equlibrio).- Describe
sistemas termodinámicos en equilibrio (o sistemas que
obedecen procesos reversibles) donde no se tienen en cuenta
la composición microscopica de la materia.

Sistema en equbrio.- Un sistema se encuentra en equilibrio
termodinámico cuando susparámetros internos están determinados completamente por sus parámetros externos (o cuando sus
variables termodinámicas no varían con el tiempo).

DRA. CLAUDIA MENDOZA BARRERA

Ejemplo de sistema termodinámico en equilibrio

Pext

Sea un cilíndro con un pistón ideal
(sin fricción), estará en equilibrio si
Pext = Pint
 punto p = p (x,y,z) dentro del cilindro

Pint
Si Pext  Pint entonces Pint...