Termodinamica

TERMODINÁMICA

PRESENTACIÓN

Estos apuntes son una recopilación de notas de clase de la asignatura de Termodinámica; incluyen además en cada tema algunos problemas resueltos, bastantes de exámenes anteriores. La función de estas notas es servir de apoyo al estudio de la asignatura, pero en ningún caso pretenden sustituir el uso de libros de texto. Son fruto de varios años de docencia deesta asignatura en la Escuela de Ingenieros de San Sebastián, de la Universidad de Navarra. La Termodinámica que se estudia en esta asignatura está enfocada sobre todo a las aplicaciones de la Ingeniería Mecánica; estas aplicaciones se estudian en los últimos temas. Los primeros temas presentan las leyes de la Termodinámica y su aplicación a materiales de interés en nuestro campo: los fluidoscondensables y los gases. Por supuesto, la Termodinámica es una herramienta útil para otras partes de la ciencia y la ingeniería, pero el enfoque aquí presentado se centra en los fluidos de interés técnico. Agradezco el esfuerzo que han dedicado varias personas en la elaboración de estas notas: Juan Carlos Ramos, Alberto Echeverría, Arantza Abad, Amaia Aramburu. Soy consciente de que estas notasestán bastante incompletas y son mejorables en muchos puntos. Pido disculpas por los posibles fallos, y agradeceré todo tipo de comentarios, sugerencias, notificación de erratas, etc., a la dirección tgacebo@tecnun.es.

Tomás Gómez-Acebo Donostia–San Sebastián, octubre de 2005

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TABLA DE CONTENIDOS

PRESENTACIÓN................................................................................................................................... III TABLA DE CONTENIDOS..................................................................................................................... V TEMA 1 - INTRODUCCIÓN. CONCEPTOS Y DEFINICIONES ..................................................... 1 1. CONCEPTO DE LATERMODINÁMICA................................................................................................... 1 2. CONCEPTOS Y DEFINICIONES .............................................................................................................. 2 3. DIMENSIONES Y UNIDADES ................................................................................................................ 9 4. TEMPERATURA Y LA LEY CERO....................................................................................................... 12 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................ 17 EJEMPLOS DE CAMBIOS DE UNIDADES..................................................................................................... 18 TEMA 2 - LA ENERGÍA Y EL PRIMERPRINCIPIO................................................................... 2.20 1. TRABAJO EN SISTEMAS MECÁNICOS ............................................................................................. 2.20 2. TRABAJO EN SISTEMAS TERMODINÁMICOS ................................................................................... 2.21 3. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA.................................................................................. 2.32 4. LA ENERGÍA INTERNA................................................................................................................... 2.35 5. EL CALOR ..................................................................................................................................... 2.36 6. BALANCE DE ENERGÍA EN SISTEMASCERRADOS .......................................................................... 2.37 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................................................... 2.39 TEMA 3 - LA SUSTANCIA PURA.................................................................................................... 3.40 1. EL POSTULADO DE ESTADO...