1 principio de la termodinamica

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1er principio de la TERMODINAMICA
Termos: calor. Dinámica: movimiento. La palabra termodinámica significa algo así como
movimiento del calor. En termodinámica lo que hacemos es ver como el trabajo puede
transformarse en calor y como el calor puede transformarse en trabajo.
Lo primero que vas a tener que entender es el 1er principio de la termodinámica. El
primer principio relaciona elcalor que uno entrega a un sistema con el trabajo que hace
ese sistema. Veamos entonces qué es calor y qué es trabajo.

TEMPERATURA
Supongamos que tenés una masa de gas en un cilindro. El gas está a cierta temperatura.

UN CILINDRO
CON UN GAS A
TEMPERATURA T

Sin hilar finito digamos que la temperatura de una cosa es una medida de la velocidad
con la que se mueven las moléculas de esacosa. Es decir, si uno pudiera mirar el asunto
con un microscopio vería que las molculas de gas se mueven para todos lados. Golpean
entre ellas y golpean con las paredes del cilindro. Cuánto más rápido se mueven las
moléculas, más temperatura tiene el gas.

En realidad la temperatura no es la velocidad de las moléculas. La temperatura es
proporcional a la velocidad de las moleculas. Cuánto másalta es una persona, más
grande es el número del zapato que usa. Pero la altura de la persona no es directamente el número de su zapato.
A la temperatura la medimos en grados centígrados. Eso ya lo sabés. Pero resulta que
en Estados Unidos miden la temperatura en Grados Farenhneid. Es un poco de lio pasar
de centigrados a Farenhait. ( Hay que usar una fórmula media fea ). Para tener unaidea, acá cuando el nene tiene 38, decimos " tiene fiebre ". Pero allá cuando el nene
tiene fiebre dicen " Tiene 100 ". ( 100 Farenhait )
Ojo, repito, para pasar de Farenheith a centígrados hay que usar la fórmula.

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No se puede hacer regla de 3 simple. ( Del estilo: Bueno, 100 farenhait equivalen a 38
centigrados, por lo tanto 200 farenheith deben equivaler a 76 centigrados )

CALOREntender exáctamente lo que es el calor es un poco complicado. Voy a darte una
explicación del calor que no es del todo cierta . Pero por lo menos sirve para tener una
idea. Fijate :
A grandes rasgos el calor vendría a ser algo así como la energía cinética que tienen las
moléculas de un cuerpo. Cada molécula se mueve a cierta velocidad V. La energía
cinética que tiene esa molécula vale ½ m V2. Sivos sumás la cantidad de energía que
tienen todas las moleculas de una cosa, tenés la cantidad de calor que tiene esa cosa.
Pregunta :
¿ Entonces cuanto más temperatura tiene un objeto más calor tiene ?
Rta : Bueno, a grandes rasgos, sí. El calor depende de la temperatura. A mayor T, mayor
Q. Pero la cantidad de calor también depende de la masa del objeto y del calor
específico c. Entonces lacantidad de calor depende de cuántas moléculas tenga uno
moviendose y de la inercia térmica del cuerpo.

Si tengo 100 moléculas de gas a 100 ºC, tengo cierta cantidad de calor. Pero si tengo un
millón de moléculas a 100 ºC tengo mas cantidad de calor.
Resumiendo: El calor es energía. Esa energía se mide en Jules o en Calorías.
La equivalencia es esta:
1 Kcal = 4186 Joule

EQUIVALENCIAENTRE JOULES
Y CALORIAS

TRABAJO REALIZADO POR UN GAS CUANDO SE EXPANDE
Supongamos que tengo un cilindro con gas. Dentro de un cilindro hay una cierta presión.
Supongamos que la tapa está trabada con algo para que no se pueda mover. ( Una traba
o un clavo ).

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Si saco la traba el gas se empieza a expandir. La tapa sube. La presión interior del
cilindro empuja la tapa para arriba unadistancia d. Supongamos que la presión dentro
del cilindro se mantiene constante mientras la tapa sube. La presión sobre la tapa
multiplicada por la superficie del émbolo me da la fuerza que empuja.
F = p x sup

Esta fuerza multiplicada por la distancia d que sube el pistón me da el trabajo
realizado. Es decir:
L=Fxd
L = ( p x sup ) x d
Pero Sup x d es el volumen que se expandió el gas....