Termo

EU
AT

Introducci´
on

AI

PL

8.1.

IC
AD

Temperatura y dilataci´
on
t´
ermica

I-

Cap´ıtulo 8

Objetivos y caracter´ısticas de la Termodin´
amica

FIS

8.2.

IC
AA

En los cap´ıtulos 8 y 9 nos ocuparemos de los fundamentos f´ısicos de la
dilataci´on t´ermica de los materiales y de los esfuerzos t´ermicos que surgen
cuando ´esta se impide, as´ı como de los mecanismos de transmisi´on de calory
de los principios del aislamiento t´ermico. Todas estas aplicaciones son de gran
relevancia en el ´ambito de la arquitectura.

DP

TO
.

La Termodin´
amica es la rama de la F´ısica que se ocupa de las transformaciones energ´eticas y, en particular, de los procesos en que intervienen calor
y temperatura. En el progreso de la Termodin´amica durante el siglo XIX influy´
o el desarrollo de lasm´aquinas t´ermicas. De ah´ı la vinculaci´on inicial entre la Termodin´amica y las transformaciones energ´eticas de calor en trabajo mec´anico. Actualmente, la Termodin´amica es una disciplina que se aplica
al estudio de multitud de fen´omenos en los m´as diversos campos de la f´ısica
(propagaci´on del sonido, efecto Joule), la qu´ımica (estudio energ´etico de reacciones qu´ımicas), la ingenier´ıa(sistemas de refrigeraci´on, turbinas), la biolog´ıa
(estudio energ´etico de fen´omenos biol´ogicos), etc.
El enfoque de la Termodin´amica cl´asica tiene las siguientes caracter´ısticas:
Parte de un n´
umero reducido de principios, postulados b´asicos o axiomas,
a partir de los cuales, por razonamientos l´ogicos, se deducen las leyes que
gobiernan las transformaciones energ´eticas. La validez de estosprincipios se basa en la experiencia. Ning´
un fen´omeno natural observado viola
ninguno de estos principios que, dado el car´acter general de la formulaci´on
223

termodin´amica

Temperatura y dilataci´
on t´
ermica

EU
AT

224

de la Termodin´amica, deben considerarse aplicables a todos los sistemas
f´ısicos sin excepci´on, sean de la naturaleza que sean.

I-

Adopta un punto de vistamacrosc´opico, sin hacer hip´
otesis sobre la constituci´
on de la materia ni su interacci´
on; a diferencia de otras disciplinas,
como la teor´ıa cin´etico-molecular o la mec´anica estad´ıstica, que adoptan
un punto de vista microsc´opico.

AI

Se limita al estudio de los estados de equilibrio y a las transformaciones
que pueden representarse como una serie continua de estados de equilibrio. Para estudiarfen´omenos que implican estados de no equilibrio se
han desarrollado otras teor´ıas relacionadas, como la Termodin´
amica de
procesos irreversibles o las teor´ıas sobre transmisi´on de calor.

segundo principio

8.3.

Definiciones

8.3.1.

Sistemas termodin´
amicos. Clasificaci´
on

FIS

tercer principio

IC
AD

primer principio

PL

principio cero

IC
AA

variables termodin´amicas

Adoptar unpunto de vista macrosc´opico implica que los sistemas se describen mediante magnitudes f´ısicas macrosc´opicas, llamadas variables termodin´
amicas o coordenadas termodin´
amicas . Por ejemplo, las variables termodin´
amicas
de un gas son su masa m, su temperatura T , su presi´on p y su volumen V 1 .
Los principios fundamentales de la Termodin´
amica son cuatro: el principio cero y los llamados tresprincipios de la Termodin´amica. El principio cero
permite establecer una definici´on operacional del concepto de temperatura. El
primer principio es fundamentalmente el principio de conservaci´
on de la energ´ıa e indica la relaci´on que existe entre calor y trabajo mec´anico. El segundo
principio establece la imposibilidad de convertir ´ıntegramente el calor en trabajo mec´anico (mientras que loinverso s´ı es posible) e implica la existencia de un
orden temporal en que deben suceder necesariamente los fen´
omenos naturales.
Por u
´ ltimo, el tercer principio establece la inaccesibilidad del cero absoluto de
temperaturas.

En Termodin´amica es habitual dividir el universo en dos partes:

DP

TO
.

estado termodin´amico

El sistema termodin´
amico, que es la parte del universo sometida...