Conceptos básicos de termodinámica

Unidad I
“Conceptos básicos de Termodinámica”

1.1 Sistemas de unidades.

Los cálculos que se requieren en la aplicación de la termodinámica de involucran los sistemas de unidades (sistema ingles y, sistema internacional); para obtener precisión numérica, es de gran importancia asegurar que se utilizan unidades consistentes. El sistema inglés de unidades, se denomina formalmente comoSistema de Unidades Gravitacionales Inglesas (EGU: English Gravitational Unit System).

El sistema métrico, aceptado internacionalmente, se conoce por el nombre en francés de Système International d'Unités, o Sistema Internacional de Unidades, abreviado como SI. Las magnitudes básicas para cualquier sistema de unidades son: longitud, tiempo, fuerza, masa, temperatura y ángulo; en los tablas 1, 2y 3, se muestran las dimensiones básicas del sistema métrico decimal, las dimensiones básicas en el sistema de unidades anglosajonas, y los prefijos mas usuales para unidades, respectivamente (MOTT, 1999).
Tabla 1. Dimensiones básicas del sistema métrico decimal (SI).
MAGNITUD | UNIDAD SI | OTRAS UNIDADES MÉTRICAS |
Longitud | Metro (m) | Milímetro (mm) |
Tiempo | Segundo (s) |Minuto (min.), hora (h) |
Fuerza | Newton (N) | Kilogramo fuerza (Kgf) |
Masa | Kilogramo (Kg) |   |
Temperatura | Grado kelvin (K) | Grado Celsius (°C) |
Ángulo | Radián | Grado (°) |
| | |

Tabla 2. Dimensiones básicas en el sistema de unidades anglosajonas.
MAGNITUD | UNIDAD ANGLOSAJONA | OTRAS UNIDADES ANGLOSAJONAS |
Longitud | Pie (ft) | Pulgada (plg, in) |Tiempo | Segundo (s) | Minuto (min.), hora (h) |
Fuerza | Libra (lb, #) | Arroba (@) |
Masa | Slug |   |
Temperatura | Grado Fahrenheit (°F) |   |
Ángulo | Grado (°) | Radián (rad) |
Tabla 3: Prefijos más usuales.
PREFIJO | SÍMBOLO | EQUIVALENTE |
Giga | G | 10 9 = 1000000000 |
Mega | M | 10 6 = 1000000 |
Kilo | k | 10 3 = 1000 |
Mili | m | 10 -3= 0.001 |
Micro | µ | 10 -6 = 0.000001 |
El Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI del francés: Le Système International d'Unités), también denominado Sistema Internacional de Medidas, es el nombre que recibe el sistema de unidades que se usa en todos los países y es la forma actual del sistema métrico decimal.
El SI también es conocido como «sistema métrico», especialmente enlas naciones en las que aún no se ha implantado para su uso cotidiano. Fue creado en 1960 por la Conferencia General de Pesos y Medidas, que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad básica, el mol.
Una de las principales características, que constituye la gran ventaja del Sistema Internacional, es que sus unidades están basadas en fenómenos físicosfundamentales. La única excepción es la unidad de la magnitud masa, el kilogramo, que está definida como «la masa del prototipo internacional del kilogramo» o aquel cilindro de platino e iridio almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.
Las unidades del SI son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidasa través de una cadena ininterrumpida de calibraciones o comparaciones. Esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar, sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas, el cumplimiento de las características de los objetos que circulan en el comercio internacional y suintercambiabilidad.
Entre el 2006 y el 2009 el SI se ha unificando con la norma ISO 31 para formar el Sistema Internacional de Magnitudes (ISO/IEC 80000, con la sigla ISQ).
El Sistema Internacional de Unidades consta de siete unidades básicas. Son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como básicas, a partir de las cuales se definen las demás:

Tabla 4. Unidades Básicas del...