Sistemas termodinamicos

TEMA 1. INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA CLÁSICA

TERMODINAMICA
Fundamentos de Termodinámica
Principios y Propiedades Termodinámicas

Gases Ideales
Las moléculas del gas no interaccionan No ocupan volumen Propiedades y Cambios Sustancia Pura
La termodinámica es una ciencia macroscópica que estudia las relaciones entre las diferentes propiedades de equilibrio y macroscópicas de un sistemay los cambios que experimentan las propiedades de equilibrio durante los procesos. Estudia el calor, el trabajo, la energía y los cambios que provocan en los estados de los sistemas.

Reacciones Químicas

TERMODINAMICA

SISTEMAS TERMODINAMICOS
Sistema: Parte del universo que es objeto de estudio. Entorno, alrededores, medio ambiente: Resto del universo

Tipos de sistemas
AbiertoMateria Energía Cerrado Materia Aislado Materia Energía

Pared diatérmica

Pared adiabática

¿Qué separa el sistema de los alrededores?

Paredes

Rígida

Permeable Semipermeable

Adiabática

Móvil

Impermeable

Diatérmicas

Paredes

Móvil Rígidas Diatérmica

Sistema Cerrado

Pared permeable

Pared semipermeable

Pared impermeable

60ºC

40ºC

50ºC

50ºCPared diatérmica 60ºC 40ºC 60ºC 40ºC

Pared adiabática

Si las propiedades macroscópicas intensivas a lo largo de un sistema son idénticas el sistema de denomina homogéneo

Si por el contrario estas propiedades no son idénticas el sistema se denomina heterogéneo

Un sistema heterogéneo puede constar de varios sistemas homogéneos a estas partes se les llama fases

En este caso tenemos tresfases, la sal no disuelta, la solución y el vapor de agua

Los sistemas se presentan de diferentes formas ⇒ ESTADOS

caracterizados por VARIABLES termodinámicas
Variable = Propiedad Termodinámica = Función de Estado No dependen de la historia

Tipos de variables

Intensivas
•No dependen de la cantidad de materia del sistema • Ej: T, P, r • No son aditivas

Extensivas
•Dependen de lacantidad de materia del sistema •Ej: m, V • Son aditivas

VARIABLES TERMODINAMICAS

M, P

Partimos por la mitad M/2, P M/2, P

M: Variable Extensiva P: Variable intensiva

Funciones de estado
1) Al asignar valores a unas cuantas, los valores de todas las demás quedan automáticamente fijados. 2) Cuando cambia el estado de un sistema, los cambios de dichas funciones sólo dependen delos estados inicial y final del sistema, no de cómo se produjo el cambio. DX = Xfinal –Xinicial
Si X es función de estado se cumple

X = f (a, b, c....)
 ∂X   ∂X  dX =   da +   db + ......  ∂a b ,c...  ∂b a ,c...
Altura = función de estado distancia recorrida no

FUNCIÓN DE ESTADO
Función de estado: variables independientes que definen el estado de un sistema. Constantes a lolargo del tiempo

EQUILIBRIO

EQUILIBRIO QUIMICO (m = CTE.)

EQUILIBRIO TERMICO (T = CTE.)

EQUILIBRIO MECANICO (P = CTE.)

EQUILIBRIO TERMODINÁMICO

LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
A B C

EQUILIBRIO TERMICO

EQUILIBRIO TERMICO

A

C

EQUILIBRIO TERMICO

Principio cero de la termodinámica Cuando dos sistemas A y B están en equilibrio térmico con un tercero C, A y B tambiénestán en equilibrio térmico entre si

PRESIÓN Fuerza que se ejerce por unidad de área Unidades 1 Pa = 1 N/m2 1 bar = 105 Pa = 750 mmHg 1 at = 1,01325 bar = 760 mmHg

¿CÓMO PODEMOS MEDIR LA TEMPERATURA?
T = a * X (1)
X : Propiedad del sistema, Volumen, Presión, Fem. etc. a = 273.16 / XPT, donde XPT es el valor de la propiedad medida en el punto triple del agua.

T = 273.16 / XPT * X (2)TEMPERATURA

[K]

[ºC]

• La temperatura es una propiedad intensiva del sistema, relacionada con la energía cinética media de las moléculas que lo constituyen.

• Su cambio supone el cambio repetitivo y predecible en otras propiedades del sistema, lo que permite asignarle un valor numérico

TERMOPAR

TERMOMETRO DE UN GAS A V=CTE.
P =P0+ h*g*ρ
El volumen del gas permanece...