trabajo y calor

Trabajo y calor
Leyes de la termodinámica
el reconocimiento de calor como una forma de energía que emplea transformaciones que envuelven calor obedecen a los principios de conservación de la energía. Así, el calor puede ser transformado en trabajo mecánico o trabajo mecánico en calor, algo de esta energía puede quedar desperdiciada en dichas transformaciones, aunque nunca será destruirá.La ciencia de la termodinámica se basa en dos leyes, la primera es la que se encarga de cuantificar los cambios energéticos en las transformaciones, y la segunda se encarga de las direcciones en que las transformaciones se llevan a cabo.
La primera ley puede expresarse de esta forma: cada que la energía térmica se transforma en otro tipo de energía, o viceversa, la cantidad de energía quedesaparezca de cierta forma será exactamente equivalente a la cantidad de energía que se produzca de otra forma.
La segunda ley se puede expresar en muchas formas y su significado implica el estudio de la termodinámica. Para los propósitos presentes, la siguiente información será suficiente: el calor no pasa a un lugar con una temperatura mas alta a menos que se realice un trabajo para llegar aeste resultado. El calor fluye naturalmente por una colina de temperatura por asi decirlo pero se necesita trabajo para poder tomar la colina. En una maquina de vapor, el calor fluye de una caldera a alta temperatura a un escape con baja temperatura y eso hace que funcione un proceso.
-transformación del trabajo en calor. Todo el que observe estará familiarizado con la producción de calor aotras formas de energía; el calor es producido a energía mecánica en el freno de un automóvil, la energía eléctrica a un radiador, y de energía química en muchas reacciones. El calor también es producido como un producto en muchas transformaciones de energía, en muchos de ellos la mayoría del calor se desperdicia.
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La relación numérica entre el calor y la energía mecánica, esta implícita enla primera ley de la termodinámica, se determino en 1845 por Joule, usando distintos métodos. En una de ellas una rueda se coloco en un recipiente con cierta cantidad de agua y se hacía girar por medio de pesos descendientes. El trabajo que se realizo en la rueda se podía medir fácilmente; este trabajo se convierte en calor por fricción al agitar el líquido y provoca un aumento en latemperatura. Al medir la energía E suministrada a la rueda y el calor Q que produce el agua, se encontró que estas cantidades varían directamente en proporción una a la otra; su relación J=E/Q que se conoce como el equivalente mecánico al calor. Los resultados originales de Jouls se modificaron ligeramente en las investigaciones posteriores, los valores aceptados:
Siempre que cierta cantidad de trabajo setransforma en calor, la cantidad de calor que se produce se puede determinar con los valores indicados anteriormente. Por lo que el número de unidades de calor corresponden a 2,870,000 ergs, o 0.287 jouls.
-transformación de calor en trabajo. La transformación de calor en trabajo mecánico, que es el inverso del proceso q acabamos de describir, y es fundamental para el funcionamiento de cualquiermotor térmico. Este tipo de transformaciones se realiza mediante el calentamiento de un gas y esto provoca un trabajo, ya que este se expande.
El trabajo externo realizado por un gas en expansión por una cantidad AV esta dada por la ecuación E=pAV, siempre que la presión p se mantenga constante durante la expansión. Por lo general se expande como un gas y su presión disminuye. En general, si laexpansión o compresión de un gas se representa como una curva de presión-volumen, el área bajo esta curva representara el trabajo realizado por el gas durante la expansión o el trabajo que se debe realizar durante la compresión. Una de estas zonas la podemos medir con un pali metro, o se puede calcular con cálculo si la ecuación de la curva se sabe. El trabajo realizado, comprobado en estas...