termodinamica

Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica

Unidad Culhuacán

Termodinámica I
Unidad 1: Conceptos Básicos.
Introducción a la Termodinámica.
 1.1.1
Termodinámica,
Sistemas
Termodinámicos y Propiedades de un
Sistema.

M. En C. Jorge
Alberto Sánchez
Ramos.

INTRODUCCIÓN.
El termino Termodinámica proviene de las palabras griegas Therme(Calor) dynamis (fuerza).

La termodinámica se puede definir como la ciencia de la energía.
La energía; es la capacidad de causar cambios, transformar o
poner en movimiento. Es una propiedad asociada a los objetos o
sustancias. Es una magnitud escalar que no puede observarse
directamente, pero que puede registrarse y valorarse por medidas
indirectas. Las unidades en que se mide la energía es:• Sistema internacional: Joule [J]=[N*m].
• Sistema Inglés: Btu (British thermal unit). Definida como la energía requerida
para elevar en 1°F la temperatura de 1lbm de agua a 68°F.

INTRODUCCIÓN.
La termodinámica forma parte de la física, como una
ciencia de la ingeniería. En la actualidad, el concepto se
interpreta de manera amplia para incluir los aspectos de
la energía y sustransformaciones, incluida la generación
de potencia, la refrigeración y las relaciones entre las
propiedades de la materia.
La termodinámica nació como ciencia hasta que Thomas
Savery en 1697 y Thomas Newcomen en 1712
construyeron en Inglaterra las primeras máquinas de
vapor atmosféricas exitosas, muy lentas y poco
eficientes.

Termodinámica clásica y termodinámica estadística
La termodinámicaclásica y la estadística tienden a
complementarse entre sí.
Termodinámica Clásica: estudia los sistemas termodinámicos desde
un enfoque macroscópico.
Considera el efecto global de las interacciones moleculares
individuales en los sistemas, no requiere conocer el comportamiento
de cada una de las partículas.
No se usa ningún modelo de la estructura de la materia en sus
niveles molecular,atómico o subatómico.
No explica adecuadamente ciertos fenómenos, como la
cinética relacionada con la aproximación a los estados de equilibrio,
los calores específicos de ciertas moléculas y la entropía desde el
punto de vista físico, no matemático.

Termodinámica clásica y termodinámica estadística
La termodinámica clásica y la estadística tienden a
complementarse entre sí.
TermodinámicaEstadística: Puede considerarse como una rama de la
mecánica estadística, estudia los sistemas termodinámicos desde un
enfoque microscópico (estructura de la materia).
Considera los efectos de cada molécula y analiza la acción
molecular colectiva mediante métodos estadísticos.
Fundamental en aplicaciones relacionadas con láseres,
plasmas, flujos de gas a alta velocidad, cinética química,temperaturas
bajas (criogénicas), entre otras.

ALGUNAS APLICACIONES DE LA TERMODINÁMICA.
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Motores de automoción.
Turbinas.
Compresores, bombas.
Centrales eléctricas de combustible fósil y nuclear.
Sistemas de propulsión para aviones y cohetes.
Sistemas de combustión.
Sistemas criogénicos, de separación y condensación de gases.
Sistemas de calefacción,ventilación y aire acondicionado.
 Refrigeración por compresión de vapor y absorción.
 Bombas de calor.
 Refrigeración de equipos electrónicos.
 Sistemas de energías alternativas.
 Celdas de combustible.
 Sistemas solares activos de calefacción, refrigeración y producción de
electricidad.
 Sistemas geotérmicos.
 Producción de electricidad mediante olas, mareas.
 Energía eólica.
Aplicaciones Biomédicas.
 Sistemas de apoyo a la vida
 Órganos artificiales.

Relación entre termodinámica, mecánica de fluidos y
transferencia de calor.

Principios termodinámicos.
Pueden resumirse en cuatro leyes o axiomas. Estas leyes fueron
deducidas mediante observaciones experimentales, y por lo tanto, no
existe para ellas prueba matemática; sin embargo, como todas las leyes...