FISICA Gisselle Y Monica




SISTEMAS TERMODINAMICOS

Cuando nos referimos al sistema termodinámico, nos referimos a ella como la ciencia que estudia los intercambios de energía entre un cuerpo y su entorno, pero la mayor parte de las veces no nos interesara estudiar un único cuerpo, sino un conjunto de ellos, dentro de lo que se denomina sistema termodinámico.
Se llama sistema termodinámico a la región del universoseparada del resto por una superficie cerrada, real o imaginaria, a través de la que se relaciona mediante intercambios de materia o energía.
La superficie que separa el sistema y su entorno suele denominarse pared, y en función de sus características, los sistemas termodinámicos pueden clasificarse en distintos tipos, según permitan o no el paso de algún tipo de energía o materia:

SISTEMASABIERTOS: permiten el intercambio tanto de materia como de energía con el entorno. Por ejemplo:
Un vehículo motorizado es un sistema abierto, ya que intercambia materia con el exterior cuando es cargado, o su conductor se introduce en su interior para conducirlo, o es provisto de combustible al reposarse, o se consideran los gases que emite por su tubo de escape, también intercambia energía con elentorno. Solo ahí que comprobar el calor que desprende el motor y sus inmediaciones o el trabajo que puede efectuar acarreando carga.
SISTEMAS CERRADOS: permiten el intercambio de energía con el entorno, pero no el de materia. El mismo planeta Tierra puede considerarse un sistema cerrado. Una lata de sardinas también podría estar incluida en esta clasificación. Ejemplo:
Una botella cerrada ya no vaa tranferir masa, ya que el alcohol ya no va a poder escapar pero si abra transferencia de energía o calor con el medio ambiente.

SISTEMAS AISLADOS: no permiten el intercambio ni de materia ni de energía con el entorno. Es decir, se encuentra en equilibrio termodinámico. Un ejemplo:
Un gas encerrado en un recipiente de paredes rígidas lo suficientemente gruesas como para considerar que losintercambios de energía calorífica sean despreciables y que tampoco puede intercambiar energía en forma de trabajo.

SISTEMAS ADIABÁTICOS: no permiten el intercambio de materia con el entorno ni el intercambio de energía en forma de calor con el entorno, pero si permiten intercambiar energía con el entorno en forma de trabajo. EJEMPLO:
Fabricación de nieve artificial por la maquina: la maquina tieneuna mescla de aire comprimido y vapor de agua a 20 atm aproximadamente. Debido a la gran diferencia de presiones entre el estanque y la presión atmosférica, cuando la mezcla se rocia hacia la atmosfera se expande con tanta rapidez que no ocurre intercambio alguno de calor entre el sistema y sus alrededores.

TRABAJO REALIZADO AL COMPRIMIR UN GAS.
2.1Describe el proceso físico resultante de lacomprensión de un gas, de tal forma que logres obtener la ecuación siguiente: W=P (V2—V1)
Supongamos que un gas cerrado dentro de un recipiente, una de cuyas paredes es un embolo móvil (como el de una jeringa) pero sin masa ni razonamiento. Si se produce una variación del volumen del recipiente, el embolo se desplazara una distancia, ya que en su expansión el gas empuja el pistón contra la presiónexterna, que permanece constante.







Puesto que el trabajo es esa fuerza por desplazamiento, podemos escribir que:
W= -Fext∙∆x
Y la fuerza es presión superficie: Fext = P∙S
W = -P∙S∙∆x
Mientras la superficie por la variación de x que sufre el embolo es la variación de volumen que experimenta el recipiente:
S ∙∆ x = ∆V
De modo que finalmente el trabajo de expresión es:
W = -P∙∆V

HECHO LOANTERIOR RESUELVE LOS SIGUIENTES PROBLEMAS:

2.2 Calcular el trabajo realizado al comprimir un gas que está a una presión de 3.2atm de un volumen inicial de 850cm3 a un volumen final de 520 cm3. Expresa el resultado en joules.

Datos:
P=3.2 atm W = P (V₂-V₁)
V₁=850 Cm³ W=3.2atm (520cm³-850cm²)
V₂=520...