Termodinamica

SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La expresión en negrillas del párrafo anterior corresponde a uno de los enunciados de la segunda ley de la termodinámica, aunque también puede expresarse usando para ello la función de estado llamada “entropía”, que se define matemáticamente partiendo de la expresión de la eficiencia:



Arreglando la ecuación: …………… para un procesoisotérmico

A la relación:

se le define como entropía y es una función de estado, es decir, que su valor dependerá solo de el estado final y del estado inicial del sistema y no de cómo se lleva a cabo el cambio de estado. A nivel molecular se dice que la entropía es una medida del desorden de un sistema. En general, para cualquier proceso espontáneo, elcambio de entropía es positivo es decir el desorden es mayor en el estado final que en el inicial, es por eso que cuando se emplea calor para que se desarrolle un trabajo, sólo una fracción de éste es el que se emplea para hacerlo.

Como sabemos la energía térmica está asociada con la energía cinética de las moléculas, y cuando se aumenta la temperatura de un gas, la energía cinética de susmoléculas aumenta también, pero su movimiento no es en forma ordenada, sino en desorden y si quisiéramos aprovechar el movimiento de las moléculas para mover un pistón y que realicen trabajo, no todas las moléculas existentes se orientaran hacia el embolo y empujaran en una solo dirección, es por eso que sólo una parte de la energía térmica se convierte en trabajo.

CAMBIOS ENTRÓPICOS EN GASESIDEALES

Para un cambio infinitesimal, la primera ley de la termodinámica se expresa:



Dividiendo todo entre T



Sustituyendo en esta ecuación la expresión para calcular:



Esta última ecuación permite calcular la variación de entropía para un cambio simultáneo de temperatura y volumen. Si se integra entre límites y se considera a Cv constante, entonces la variación de laentropía toma la forma:



Si ocurre un cambio en donde la temperatura permanece constante (proceso isotérmico) la ecuación se reduce a:





En el caso de que el proceso sea a volumen constante (proceso isovolumétrico o isocórico), la ecuación toma la forma:



PROPIEDADESGENERALES DE LOS LIQUIDOS:

Un líquido es un fluido cuyo volumen es constante en condiciones de presión y temperatura constante y su forma está definida por su contenedor.

La densidad de los líquidos suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en fase sólida, sin embargo el agua es una excepción a esta característica, ya que en la fase sólida es más ligera que en la fase liquida,debido a que en el hielo la estructura cristalina es más abierta y rígida, que la fase líquida.

La presión que ejerce un líquido varia directamente con la profundidad a la cual se mide, este hecho es bien conocido por los buzos ya que la presión a la que se exponen al descender en el mar, aumenta conforme aumenta la profundidad a la que descienden, por consiguiente todos los puntos que seencuentren a la misma profundidad tienen la misma presión, esto sin importar la forma que tiene el contenedor del líquido.

Por medio de la destilación fraccionada una mezcla formada por varios líquidos pueden separarse entre si; al calentar la mezcla, cada líquido se evaporara y se separa del resto cuando éste alcanza su respectivo punto de ebullición.

En general los tres estados de la materiase pueden comparar mejor al analizar las respectivas fuerzas intermoleculares y la trayectoria libre media de las partículas que las constituyen.

La forma en que están acomodadas las moléculas en cada fase es el resultado de la competencia entre dos tipos de fuerzas; 1) las térmicas que tienden a desordenar a las moléculas, y 2) las fuerzas de cohesión que tienden a ordenarlas. En los gases...