termo

1. Principio cero y temperatura
1. Introducción i definiciones
•

•
•
•
•

•

Sistema termodinámico: Parte del mundo a ser estudiada.
♦ Unicomponentes: formados por un solo componente.
♦ Pluricomponentes: formados por diversos componentes.
Ambiente: Todo lo que puede afectar al sistema, pero no pertenece a él.
Universo: el sistema y el ambiente; todo lo que existe.
Pared:Separación entre el sistema y el ambiente. Debe tener una dimensión menos.
Tipos de pared:
♦ Permeable/impermeable: permite o no el paso de materia (puede ser semipermeable).
♦ Flexible/rígida: permite o no aplicar fuerzas (macroscópicas) externas.
♦ Diatérmica/adiabática: Permite o no el contacte térmico (paso de calor).
Sistema totalmente aislado: la pared es impermeable, rígida y adiabática.

•Variable termodinámica: cantidad macroscópica medible.
♦ Globales: caracteriza todo el sistema (volumen, masa, calor, etc.)
♦ Locales: toma un valor en cada punto del sistema (campo eléctrico o gravitatorio, densidad,
etc.)
• Densidades: variables locales que, integradas, dan una variable global (densidad de
masa, de carga, etc.)

•

Manipulación de sistemas termodinámicos:
• Alterarpropiedades de una pared.
• Partición del sistema, añadiendo una pared
• Unir sistemas: posar en contacte
♦ Contacte térmico: unir con una pared diatérmica.
♦ Contacte mecánico: unir con una pared flexible.
♦ Contacte químico: unir con una pared permeable.

•

Estado: especificación del valor de totes las variables del sistema en un momento concreto.
♦ ΩS: conjunto de todos los estadosposibles
♦ Estado homogéneo: las variables locales toman el mismo valor en todos los puntos.
♦ Estado estacionario: les variables es mantienen constantes a lo largo del tiempo.
• ΩSest: conjunto de todos los estados estacionarios posibles. Es subconjunto de ΩS.

•
•
•

•

♦ Estado de equilibrio termodinámico: estado estacionario que no sufre ninguna
modificación al ser dividido porcualquier tipo de pared. No tiene ningún flujo macroscópico
de ningún tipo.
• ΩSeq: conjunto de estados de equilibrio termodinámico. Es subconjunto de ΩSest y de ΩS.
• Requiere:
⇒ Equilibrio térmico
⇒ Equilibrio mecánico
⇒ Equilibrio químico
Variables/funciones de estado: variable termodinámica medida en un estado d’equilibri.
Grados de libertad (N): número de variables de estado que esnecesario fijar para describir un
estado de equilibrio.
Sistemas simples:
♦ N = 2, si están cerrados
♦ N = 3, si están abiertos
♦ Para sistemas unicomponentes: N = 2 + nW − nC = 2 + fuerzas − ligaduras
Procesos termodinámicos: comienzan y acaban en estados de equilibrio termodinámico.
Procesos reversibles/cuasiestáticos: procesos en que todos los estados intermedios son de
equilibrio.

2.Principio cero
•

•

Tipos de equilibrio entre dos sistemas/estados
♦ Térmico: el estado no cambia al unirlos utilizando una pared diatérmica (contacto térmico)
♦ Mecánico: el estado no cambia al unirlos utilizando una pared flexible (contacto mecánico)
♦ Químico: el estado no cambia al unirlos utilizando una pared permeable (contacto químico)
Enunciado del principio cero: Sean tres sistemasA, B i C en equilibrio termodinámico. Si A
está en equilibrio térmico con B, y C lo está con B, entonces A y C están en equilibrio
térmico.
♦ Siempre podemos encontrar funciones temperatura empírica que tomarán el mismo valor
para sistemas en equilibrio térmico.
r r
 FAC X A , X C = 0  función de equilibri
→

♦ 
rA
rC
⇒ f A X = f C X  temperatura empírica
→


(

( )

)( )

3. Escalas de temperatura
•

Termómetro: aparato que numera las isotermas.
♦ Puntos fijos de temperatura: siempre se presentan a la misma temperatura (pierden un
grado de libertad en la coexistencia de fases)
♦ PEN: punto de ebullición normal a 1 atm.
♦ PFN: punto de fusión normal a 1 atm.
♦ PH: punto de hielo normal, en contacte con l’atmosfera, a 1 atm.
♦ Puntos triples:...