lo q sea

Termodinámica
Calor y Temperatura

1

Temas
4. PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA.

4.1 Concepto de Trabajo aplicado a gases.
4.2 Trabajo hecho por un gas ideal para los
procesos: Isocóricos, isotérmicos, Isobáricos
y adiabáticos.
4.3 El calor en los procesos termodinámicos.
4.4 Concepto de energía interna.
4.5 Primera ley y los procesos
termodinámicos: Isocórico, Isotérmico,Isobárico y Adiabático para un gas ideal.
4.6 Ejemplos de aplicaciones de la primera ley
de la termodinámica.

2

La teoría cinética de los gases
Trata de explicar las
propiedades de los gases,
tales como la existencia
de
la
presión,
temperatura
ó
su
volumen, considerando su
composición molecular y
su movimiento
3

Antes de 1908 no se aceptaba de manera
general la teoría atómicaa pesar de:
Evidencias Físicas y químicas
•Tabla periódica de los elementos
•Leyes de la química (Dalton etc.)
•Pesos moleculares y atómicos
•Teoría cinética de los gases y del
calor
4

Con la teoría de
Einstein, para el
movimiento
browniano,
Perrin
(1908) fue capaz de
determinar
experimentalmente
el
número
de
Avogadro
Luego entonces fue aceptada
la teoría atómica de lamateria
23
N A = 6.23 × 10
universalmente
5

Bases Teoría cinética de los gases
1. Un gas ideal consta de partículas que siguen un
movimiento aleatorio y que obedecen las leyes de la
mecánica clásica
2. El número total de moléculas es muy grande
3. El volumen ocupado por las moléculas es una fracción
muy pequeña del que ocupa el gas
4. La única fuerza que actúa sobre las moléculas es ladebida a las colisiones, ya sean con otras moléculas o
con las paredes del contenedor
5. Todas las colisiones son elásticas y de muy corta
duración
6

L

•

•
•

•

A1

•

A2

•

Resultados principales

•

•

•

Masa de cada molécula: m
Velocidad de cada molécula: v = ( vx , v y , vz )

Energía cinética

m v
3
kT =
2
2

2

7

Primera ley de latermodinámica

8

Recordemos que, una transformación o proceso
ocurre en un sistema si, como mínimo, cambia de
valor una variable de estado dentro del mismo a
lo largo del tiempo.
Si el estado inicial es distinto del estado final, la
transformación es abierta.
Si los estados inicial y final son iguales, la
transformación es cerrada.
Si el estado final es muy próximo al estado inicial,
latransformación es infinitesimal.
El interés de la termodinámica se centra en los
estados inicial y final de las transformaciones,
independientemente del camino seguido.
Eso es posible gracias a las funciones de estado.
9

Trabajo y calor en procesos termodinámicos
Considérese un gas contenido en un cilindro. En condiciones
de equilibrio el gas ocupa un volumen V y esta a una presión PSuponiendo que se permite al gas
expandirse
cuasiestáticamente, el gas efectúa
trabajo sobre un pistón cuando
el sistema se expande de un
volumen V a un volumen V + dV.

dW = Fdy = FAdy
El trabajo efectuado por el gas
es:

dW = PdV

10

Si el gas se expande dV >0

⇒

el trabajo dW = PdV es positivo

En cambio si el gas se contrae, dV 0

Calor transferido

Q = 0

18Energía interna
La energía interna de un sistema, U, tiene la forma de energía
cinética y potencial de las moléculas, átomos y partículas
subatómicas que constituyen el sistema, es decir,

Eint = Ecint + Epint

donde
Ecint es la energía cinética interna y a su vez , consiste en la suma
de la energía cinética de todas las partículas del sistema.
Epint y la energía potencial interna es lasuma de la energía potencial
debida a la interacción de todas las partículas entre si.

Pero para un gas ideal Epint = 0
Entonces
La energía interna solo depende de la
temperatura

19

Hemos visto que:
• El trabajo depende del tipo de proceso
inicial a otro final
• El calor es dependiente del tipo de
transformación i
f

para ir de un estado
proceso seguido en la

Sin...