TERMODINAMICA INTRODUCCION Y CONCEPTOS BASICOS

TERMODINAMICA
INTRODUCCION Y CONCEPTOS
BASICOS

Introducción y conceptos básicos
Termodinámica y energía
• Áreas de aplicación de la termodinámica

Introducción y conceptos básicos
Importancia de las
dimensiones y unidades
•
•

Algunas unidades SI e
Inglesas
Homogeneidad
dimensional
•
•

•

Ejemplo 1.1
Ejemplo 1.2

Relación de conversión
de unidades
•

Ejemplo 1.3

Introducción y conceptosbasicos
Sistemas y volúmenes de control
Sistema: Cantidad de materia o region en el espacio elegida para
analisis
•

La masa o region fuera del Sistema se llama ALREDEDORES

•

La superficie real o imaginaria que separa el Sistema de sus
alrededores se llama FRONTERA y puede ser fija o móvil, y su espesor
es cero

•

Un sistema CERRADO o MASA DE CONTROL, consta de una cantidad fija
de masa y ningunaotra puede cruzar la frontera. Pero la ENERGIA si puede
cruzar la frontera en forma de TRABAJO O CALOR.

•

Un sistema AISLADO es cuando incluso la ENERGIA no puede cruzar la
frontera.

Introducción y conceptos básicos
Sistemas y volúmenes de control
Un Sistema ABIERTO o VOLUMEN DE CONTROL, es una region elegida
apropiadamente en el espacio. Generalmente encierra un dispositivo que tiene que vercon
un flujo masico, como un compressor, turbina o tobera.
Tanto la masa como la energia pueden cruzar la frontera de un volume de control.
Las fronteras de un VOLUMEN DE CONTROL se conocen como SUPERFICIES DE
CONTROL, y pueden ser REALES o IMAGINARIAS.

m
V
T
P
ρ

Introducción y conceptos básicos
Propiedades de un sistema
Cualquier caracterisitica de un Sistema se denomina PROPIEDAD.
Algunaspropiedades familiares son: P presion, T temperatura, V volumen y m masa.
Algunas menos familiares: viscocidad, conductividad termica, modulo de elasticidad,
coheficiente de expansion termica, resistividad electrica, velocidad y elevacion.
Las propiedades son INTENSIVAS o EXTENSIVAS.
INTENSIVAS: son aquellas independientes de la masa de un Sistema como la Presion,
Temperatura y Densidad. Se denotancon letras minuculas, con excepcion de P, T

EXTENSIVAS: son aquellos cuyos valores dependen del tamaño o extension del sistema.
La masa total, volumen total, Cantidad de movimiento total son algunos ejemplos. Se
denotan con letras mayusculas, con excepcion de la masa m.
Las propieades extensivas por unidad de masa, se llaman PROPIEDADES ESPECIFICAS.
Ejemplo volumen especifico υ = V/m y energiatotal especifica e = E/m

½m
½V
T
P
ρ

½m
½V
T
P
ρ

Prop
extensivas
Prop
intensivas

Introducción y conceptos básicos
Propiedades de un sistema
CONTINUO
Es un termino relacionado con la material. Como la material esta constituido de atomos que estan igualmente
espaciados en la fase gas, suele ser conveniente no tomar en cuenta la naturaleza atomica de una sustancia, y
considerarla como materialcontinua, homogenea y sin ningun hueca, o continuo.
Esta idealizacion permite tartar a las propiedades puntuales y suponer que varian en forma continua en el espacio sin
saltos discontinuos; y seria valido siempre que el sistema sea grande en relacion con el espacion entre moleculas.

Introducción y conceptos básicos
Densidad y densidad relativa
La densidad se define como la masa por unidad devolumen ρ = m / V (kg/m3). El reciproco de la densidad
es el volumen especifico υ, que se define como volumen por unidad de masa
υ = V/m = 1/ρ
En general, la densidad de una sustancia depende de la temperature y la presion. La densidad de la mayor
parte de los gases es proporcional a la Presion e inversamente proporcional a la Temperatura. Los liquidos y
solidos son en esencia sustancias no compresiblesy la variacion de su densidad es por lo regular insignificante.
La densidad de los liquidos y solidos dependen mas de la temperature que de la presion.
A veces la densidad de una sustancia se da como relative a la densidad de una sustancia bien conocida y se
llama GRAVEDAD ESPECIFICA o DENSIDAD RELATIVA Se define como el cociente de la densidad de una
sustancia entre la densidad de alguna...