introduccion a la termodinamica

1.- Conceptos y Definiciones Fundamentales
1.1 Naturaleza de la Termodinámica
La termodinámica se puede definir como la ciencia que estudia la energía, la cual se puede entender como la capacidad que tienen las cosas para transformarse. La palaba termodinámica proviene del griego therme (que significa calor) y dynamis (que significa fuerza) lo que corresponde a los primeros intentosque se realizaron para convertir el calor en energía. Una de las más importantes y fundamentales leyes de la naturaleza es el principio de conservación de energía o Primera Ley Termodinámica, el cual se interpreta como sus palabras lo dicen, la energía se conserva, no varía por cantidad aunquepuede sufrir cambios en el transcurso de una interacción, esta no se puede crear ni tampoco destruir. La Segunda Ley Termodinámica, la cual implica que los procesos se pueden llevar a cabo de una forma en una dirección, pero no de manera contraria.

1.2 Dimensiones y Unidades
Cualquier cantidad física tiene dimensiones, las cuales son expresadas mediante sus respectivas unidades. Existendimensiones básicas como masa (m), longitud (L), tiempo (t), y temperatura (T), las cuales se conocen como dimensiones primarias, mientras que la velocidad (V), energía (E), y volumen (v), se llaman dimensiones secundarias.
A través de los años se han creado diversos sistemas de unidades, de los cuales son los más utilizados el Sistema Inglés y el SI métrico también conocido como sistemainternacional. El SI se basa en la relación decimal entre las distintas unidades, el sistema inglés es más complicado ya que no tiene base numérica sistemática evidente.
Las cantidades fundamentales del SI son: metro (m) para longitud, Kilogramo (kg) para masa, segundo(s) para tiempo, ampere(A) para corriente eléctrica, grado kelvin (ºK) para temperatura, candela (cd) para intensidadluminosa, mol(mol) para cantidad de materia, y newton (N) para fuerza.
En el sistema inglés existen abreviaturas diferentes como: libra(lbm) para masa, pie (ft) para longitud, segundo (s) para tiempo, y libra-fuerza (lbf) para fuerza.
Estas unidades pueden relacionarse entre sí mediante:
1lbm = 0.45359kg
1 ft = 0.3048m
1N =
1 lbf = 32.174 lbm *

El término peso (W) con frecuencia esutilizado de manera incorrecta, ya que lo expresan como masa, ciertamente sabemos que el peso es una fuerza, una fuerza gravitacional que se le aplica a un cuerpo se expresa como: W = mg, donde m representa la masa, y g la aceleración gravitacional. La masa de un cuerpo se mantiene igual en cualquier parte del universo, sin embrago el peso se modifica debido a la aceleración gravitacional, yaque esta no es la misma en todas las partes del universo. Este valor gravitacional puede variar desde 9.829 m/ hasta 4500m debajo del nivel del mar.
El trabajo, es una forma de energía que puede ser definida como fuerza por distancia, su unidad es el Joule(J) que corresponde a N*m. En el SI la unidad más utilizada para esta energía es el KJ = . En el sistema inglés se utiliza el Btu;(1 Btu = 1.0551 KJ)
Homogeneidad Dimensional Es un término que nos permite detectar si estamos cometiendo un error al resolver una ecuación, ya que en ella cada término debe tener la misma unidad, si esto no sucede estaremos entonces cometiendo un error yaque no se pueden por ejemplo sumar dos unidades distintas.

1.3 Sistema, Estado y Propiedades de la Termodinámica
Un sistema puede ser definido como toda aquella parte del universo que es separada para ser estudiada. La región que rodea el sistema es conocida como alrededores. Estas están separadas por fronteras las cuales pueden ser fijas o móviles y también reales o imaginarias....