CLASE 1RA LEY

PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA
Ing. JORGE MARIO MENDOZA FANDIÑO.
Ph.D
Curso: Termodinámica
Facultad de Ingenierías
2015

27/08/15

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Primera Ley de la
Termodinámica
o

BALANCE DE
ENERGIA:




Ei  E p Eo  Es



Ei : energia que entra


E p : energia que se produce


Eo : energia que sale


Es : energia que se acumula o desacumula
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Primera Ley de la
Termodinámica
o

oEnergía que entra: en forma de
calor y/o trabajo.
Energía que se produce: por
reacciones químicas, efecto joules.


E p  g ,,,V
g : Tasa de ge neracion de energia
por unidad de volumen
V : Volumen
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Primera Ley de la
Termodinámica
o

o

Energía que sale: en forma de
calor y/o trabajo.
Energía que se acumula o
desacumula.
E VC dT dt


s

 : densidad
V : volumen
C : calorespecifico
dT dt : var iacion dela tempertura en el tiempo
 0 : acumula
 0 : desacumula
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Primera Ley de la
Termodinámica
Aproximación de Caratheodory:
Los conceptos primarios para esta aproximación
son:
o Trabajo transferido.
o La frontera adiabática.
La definición de trabajo frecuente es:
El trabajo es hecho por el sistema sobre sus alrededores, si
el único efecto externo al sistema podríaconsistir en la
elevación de una masa en un campo gravitacional.
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Primera Ley de la
Termodinámica
Una superficie adiabática se define como una
frontera del sistema a través de la cual
solamente pueden ocurrir interacciones de
trabajo.
Con base en los dos conceptos primarios un
enunciado de la primera ley aparece basados
en resultados experimentales indirectos.
Si un sistema cerradoexperimenta un cambio de estado
adiabático, el trabajo transferido experimentado por el sistema
es el mismo para todas la trayectorias que conectan el mismo
estado inicial y final
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Primera Ley de la
Termodinámica
Entonces, el valor total de la interacción de
trabajo causante del cambio de estado
depende solamente de los estados extremos y
no de los detalles del proceso.
Si el valorde una cantidad es independiente del
proceso entre los dos estados extremos,
entonces esa cantidad es la medida del
cambio en una propiedad.
En este caso el trabajo se usa para definir el
cambio en la energía E de un sistema cerrado.
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Primera Ley de la
Termodinámica
Así:

 W dE (Proceso adiabático)
Y para un proceso finito:

 W E E2  E1 (Proceso adiabático)
Como unaconsecuencia de esta aproximación, el
calor y la temperatura llegan a ser conceptos
derivados
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Primera Ley de la
Termodinámica
Durante un proceso no adiabático otra
interacción llamada calor está presente.
Cuando un sistema cerrado experimenta un
cambio de estado no adiabático la medida del
trabajo no es igual a E2 – E1.
Por definición el valor de la interacción de calor
durante tal cambio deestado es:

Q dE  W  Wadia  W

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Primera Ley de la
Termodinámica
P1

T1
Rueda de paletas

Experiencia de
Joules

Fluido
W

Δz

cornisa
Tapón térmico
NR
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Primera Ley de la
Termodinámica
P2

T2
Rueda de paletas

Experiencia de
Joules

W
Fluido
Δz

Tapón térmico

W

NR
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Primera Ley de la
Termodinámica
P2

T2
Rueda de paletas

Experiencia de
Joules

WFluido
Δz

Tapón térmico
NR
27/08/15

W
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Primera Ley de la
Termodinámica
P2

T2
Rueda de paletas

Experiencia de
Joules

W
Fluido
Δz

Tapón térmico
NR
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W
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Primera Ley de la
Termodinámica
P1

T1
Rueda de paletas

Experiencia de
Joules

Fluido
Q

Δz

Foco frió
NR
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W
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Primera Ley de la
Termodinámica








Ei  E p Eo  Es
 W  0  Q  0

W Q
Enunciadode la Primera Ley de la Termodinámica
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Primera Ley de la
Termodinámica
o

El calor neto agregado a un
sistema que opera cíclicamente es
igual en magnitud al trabajo neto
desarrollado por éste.

W J Q
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Primera Ley de la
Termodinámica
La aproximación de Poincaré:
Una segunda aproximación al enunciado de la
primera ley y una formulación matemática del
principio de...