Principios de la termodinámica clasica

TEMA 9. PRINCIPIOS DE TERMODINÁMICA CLÁSICA.
1. DEFINICIONES BÁSICAS

Concepto de TERMODINÁMICA a. b. c. Definición semántica: la termodinámica es el estudio del calor. El calor es una forma de energía: la termodinámica estudia la energía en todas sus formas. El calor sólo existe en los sistemas macroscópicos: la termodinámica estudia las propiedades del

los sistemas macroscópicos. d. e. Sebasa en tres principios empíricos que resumen las observaciones experimentales. Obtiene sus conclusiones mediante el método deductivo, sin más hipótesis que los principios.

Termodinámica Química: estudio de las reacciones químicas mediante propiedades macroscópicas

Sistema termodinámico: parte del universo objeto de estudio. Ambiente o alrededores: parte del universo que no es el sistemapero puede interaccionar con él. Paredes: separación entre el sistema y el ambiente. Pueden ser: rígidas o no rígidas permeables o impermeables adiabáticas o diatérmicas

Tipos de sistemas: abierto: puede intercambiar materia con el ambiente cerrado: no puede intercambiar materia con el ambiente aislado: sistema cerrado que no puede intercambiar energía con el ambiente

Propiedadestermodinámicas: magnitudes físicas macroscópicas, medibles experimentalmente, que se utilizan para describir un sistema Estado: conjunto de propiedades termodinámicas que describen completamente el sistema.

Equilibrio: estado de un sistema aislado en el que sus propiedades no varían con el tiempo; si no es aislado, sus propiedades no deben variar al aislarlo. Tipos de equilibrio:

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mecánico: no hayintercambio de trabajo entre partes del sistema; requiere que la presión del

sistema sea la misma en todos sus puntos térmico: no hay intercambio de calor/energía entre partes del sistema; requiere que la

temperatura del sistema sea la misma en todos sus puntos material: no hay intercambio de materia entre partes del sistema; requiere que la composición

del sistema sea la misma en todos suspuntos. El equilibrio termodinámico es la suma de los tres anteriores.

Proceso termodinámico: es cualquier cambio del estado de un sistema, es decir, cualquier fenómeno que modifique alguna propiedad termodinámica de un sistema. Pueden ser: a. reversibles: si la evolución se realiza a través de sucesivos estados de equilibrio b. irreversibles: si la evolución aparta el sistema del equilibrioEn la práctica sólo son reversibles los procesos que se realizan a una velocidad infinitamente lenta Funciones de estado: propiedades termodinámicas cuyos valores para un sistema en un estado determinado son independientes de la historia anterior del sistema

Propiedades extensivas: dependen de la dimensión del sistema (volumen, masa ...) Propiedades intensivas: no dependen de la dimensión delsistema (presión, temperatura, densidad ...) Sistema homogéneo: las propiedades intensivas tienen el mismo valor en todos los puntos del sistema. Sistema heterogéneo: las propiedades intensivas no tienen el mismo valor en todos los puntos del sistema. Está constituído por varias fases. Fase: parte de un sistema heterogéneo separada por una superficie en la que alguna propiedad intensiva presentadiscontinuidad.

2.

PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

Se plantean las siguientes preguntas: a. ¿Cómo almacenan la energía los sistemas materiales? b. ¿Cómo puede variar la energía almacenada en un sistema?

Respuestas: a. En las distintas formas de energía cinética y potencial, tanto inter como intramolecular

b. Intercambiando calor y/o trabajo (formas de energía en tránsito) con elambiente. Se distinguen en que en el trabajo el interacambio de energía se debe a la intervención de alguna fuerza, mientras que el calor la energía se intercambia sin intervención de ninguna fuerza.

Consecuencias: a. Dado que para la termodinámica clásica no existen las moléculas, todas las formas de energía molecular se reúnen en una propiedad denominada ENERGÍA INTERNA: b. función de...