Termodinamica

Termodinámica.

Introducción.
La termodinámica se ocupa de la energía y sus transformaciones en los sistemas desde un punto de vista macroscópico. Sus leyes son restricciones generales que la naturaleza impone en todas esas transformaciones. La variación de energía térmica acumulada en un medio es un proceso, ya sea calentamiento o de enfriamiento, se obtiene como el producto de la masa delmedio, por su calor específico y por el salto térmico. Pero no toda la energía térmica almacenada en un medio es utilizable.

El desarrollo tecnológico ha sido el elemento básico que ha permitido a los hombres utilizar nuevas fuentes de energía de manera cada vez más eficiente. Pero este progreso también tiene sus límites y podría ser contraproducente.

Todos los procesos de aprovechamientoenergético recurren en un momento al intercambio de energía térmica. La energía nuclear genera una energía cinética que se transforma en energía térmica. La energía eólica es consecuencia de las variaciones térmicas en la atmósfera.

La termodinámica es una teoría de una gran generalidad, aplicable a sistemas de estructura muy elaborada con todas las formas de propiedades mecánicas, eléctricas ytérmicas complejas. Puesto que la termodinámica se focaliza en las propiedades térmicas, es conveniente idealizar y simplificar las propiedades mecánicas y eléctricas de los sistemas que se estudian. En el estudio de la termodinámica se idealizan los sistemas para que sus propiedades mecánicas y eléctricas sean lo más triviales posibles. Cuando el contenido esencial de la termodinámica seacomprendido, será una cuestión simple extender el análisis a sistemas con estructuras mecánicas, sistemas termodinámicos, sistemas microscópicos y eléctricos un poco más complejos.

Todo sistema posee una estructura microscópica (moléculas, que se forman con átomos y que estos están formados de partículas elementales) de modo que uno puede considerar las características microscópicas, propias de cada unade las partículas constitutivas del sistema, y las características macroscópicas correspondientes al comportamiento estadístico de estas partículas

El sistema termodinámico es un sistema macroscópico, es decir, un sistema cuyo detalle de las características microscópicas (que comprenden la posición y la velocidad de las partículas en cada instante) es inaccesible y donde sólo son accesiblessus características estadísticas.

Ocurre una transformación en el sistema si, como mínimo, cambia de valor una variable de estado del sistema a lo largo del tiempo. Si el estado inicial es distinto del estado final, la transformación es abierta. Si los estados inicial y final son iguales, la transformación es cerrada. Si el estado final es muy próximo al estado inicial, la transformación esinfinitesimal.

Resumen.

Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea, el calor es muy semejante al trabajo. El calor se define como una transferencia de energía debida a una diferencia de temperatura, mientras que el trabajo esuna transferencia de energía que no se debe a una diferencia de temperatura.

Al hablar de termodinámica, con frecuencia se usa el término "sistema". Por sistema se entiende un objeto o conjunto de objetos que deseamos considerar. El resto, lo demás en el Universo, que no pertenece al sistema, se conoce como su "ambiente". Se consideran varios tipos de sistemas. En un sistema cerrado no entra nisale masa, contrariamente a los sistemas abiertos donde sí puede entrar o salir masa. Un sistema cerrado es aislado si no pasa energía en cualquiera de sus formas por sus fronteras.
Previo a profundizar en este tema de la termodinámica, es imprescindible establecer una clara distinción entre tres conceptos básicos: temperatura, calor y energía interna. Como ejemplo ilustrativo, es conveniente...