Preguntas y respuestas de termodinamica

TRABAJO PRÁCTICO INVESTIGACION TERMODINÁMICA
1) Defina o enuncie el primer principio de termodinámica
2) ¿A qué se define como energía interna?
3) ¿Cuál es el equivalente mecánico del calor? ¿Cuál es el equivalente térmico del trabajo?
4) ¿Que es una transformación abierta?
5) ¿Que es la entalpia y como se la interpreta matemáticamente?
6) ¿Sobre que trata la ley de joule para los gases?7) ¿Sobre que trata la ley de Dahan y de Amagat para los gases y ácidos?
8) ¿Que es una transformación isometrica?
9) ¿Que es una transformación isobara (isobarica)?
10) ¿Que es una transformación isotomica?
11) ¿Que es una transformación adiabatica?
12) ¿Que es una transformación isentropica y politropica?
RESPUESTAS Principio de termodinámica
Un sistematermodinámico puede intercambiar energía con su entorno en forma de trabajo y de calor, y acumula energía en forma de energía interna. La relación entre estas tres magnitudes viene dada por el principio de conservación de la energía.
Para establecer el principio de conservación de la energía retomamos la ecuación estudiada en la página dedicada al estudio de sistemas de partículas que relaciona eltrabajo de las fuerzas externas (W) y la variación de energía propia (ΔU):
Nombramos igual a la energía propia que a la energía interna porque coinciden, ya que no estamos considerando la traslación del centro de masas del sistema (energía cinética orbital).
Por otra parte, el trabajo de las fuerzas externas es el mismo que el realizado por el gas pero cambiado de signo: si el gas se expanderealiza un trabajo (W) positivo, en contra de las fuerzas externas, que realizan un trabajo negativo; y a la inversa en el caso de una compresión. Además, ahora tenemos otra forma de suministrar energía a un sistema que es en forma de calor (Q).

Luego la expresión final queda:

Este enunciado del principio de conservación de la energía aplicado a sistemas termodinámicos se conoce como PrimerPrincipio de la Termodinámica.
Para aclarar estos conceptos consideremos el siguiente ejemplo: un recipiente provisto de un pistón contiene un gas ideal que se encuentra en un cierto estado A. Cuando desde el exterior se le suministra calor al gas (Q>0) su temperatura aumenta y según la Ley de Joule, su energía interna también (UB>UA). El gas se expande por lo que realiza un trabajo positivo.El primer principio nos da la relación que deben cumplir estas magnitudes:

Si el recipiente tuviera paredes fijas, el gas no podría realizar trabajo, por lo que el calor suministrado se invertiría íntegramente en aumentar la energía interna. Si el recipiente estuviera aislado térmicamente del exterior (Q=0) el gas al expandirse realizaría un trabajo a costa de su energía interna, y enconsecuencia esta última disminuiría (el gas se enfriaría).
Energía Interna
La energía interna se define como la energía asociada con el movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas. Está en una escala separada de la energía macroscópica ordenada, que se asocia con los objetos en movimiento. Se refiere a la energía microscópica invisible de la escala atómica y molecular. Por ejemplo, un vaso deagua a temperatura ambiente sobre una mesa, no tiene energía aparente, ya sea potencial o cinética. Pero en escala microscópica, es un hervidero de moléculas de alta velocidad que viajan a cientos de metros por segundo. Si el agua se tirase por la habitación, esta energía microscópica no sería cambiada necesariamente por la superimposición de un movimiento ordenada a gran escala, sobre el agua comoun todo.
La U es el símbolo común más usado para representar la energía interna. Las cantidades relacionadas con la energía, que son particularmente útiles en la termodinámica química son la entalpía, la energía libre de Helmholtz y la energía libre de Gibbs.
EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR: El concepto de equivalente mecánico del calor hace referencia a que el movimiento y el calor son...