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F. Aclarando conceptos sobre termodinámica
Termodinámica
La termodinámica es la parte de la física que analiza los fenómenos en los que
interviene el calor, estudiando transformaciones de energía y las relaciones entre las
propiedades físicas de los cuerpos afectados por estas transformaciones.
Definición de sistema termodinámico
Todo análisis termodinámico debe partir de la elección delsistema y de los
alrededores, considerando sistema a la región del espacio (con paredes reales o
imaginarias) sobre la que se analizarán los intercambios energéticos, mientras los
alrededores se refieren a la región que interactúa sobre el sistema.
Definimos pues:
•
•
•

Sistema abierto: Aquel en el que hay un posible intercambio de calor y materia
con el exterior.
Sistema cerrado: Sóloes posible el intercambio de energía con el exterior.
Sistema aislado: no se puede intercambiar con el exterior materia o energía.

Por ejemplo: Un sistema puede ser un motor térmico (particularmente los cilindros del
motor) y los alrededores del sistema sería el medio ambiente exterior.
Análisis termodinámico y equilibrio termodinámico
Un análisis termodinámico consiste en determinar laspropiedades físicas, tanto del
sistema como de los alrededores, principalmente P (presión), T (temperatura) y V
(volumen). Es decir, se debe hallar el estado de los mismos, de forma que el sistema
está en equilibrio si en él no se produce un cambio espontáneo (por si solo). En general,
un sistema está en equilibrio si no se observa ningún cambio en sus propiedades a lo
largo del tiempo.

G.Tipos de transformaciones. Ciclos termodinámicos. Rendimientos de
una máquina térmica
El trabajo no depende solamente del estado energético inicial y final del sistema,
sino también depende del camino seguido por el sistema.
Analicemos este concepto en un diagrama P-V (presión-volumen) de un gas, que lo
ilustra mejor.
Segundo a una
Sea i el punto inicial de partida, que es un gas que ocupa unvolumen V1 y caso presión
P1 . Sea f el punto final de llegada, que es el gas que ocupa otro volumen V2 a presión
P2 . Elegimos dos formas de ir del punto i al punto f.

a) En el primer caso, se mantiene el volumen
constante (V1) y se comprime el gas (de P1 a P2),
luego se mantiene constante la presión (P2) y
aumenta el volumen (de V1 a V2).
b) En el segundo caso, se disminuye presión yvolumen al mismo tiempo, siguiendo un tramo
directo.
En este caso, el trabajo realizado en el segundo
caso es mayor, pues equivale al área del diagrama
situada bajo la linea curva, en cambio el trabajo
que se realiza en el primer caso es mucho menor,
pues representa el área del diagrama bajo la línea a presión P 2.
Recordando que en un diagrama P-V el trabajo realizado es aquel conseguidoal medir la
superficie que hay bajo la curva se concluye que el trabajo realizado en el primer caso
es mayor que en el segundo caso.
Este es un ejemplo de que partiendo del mismo punto, y llegando al mismo destino, el
trabajo realizado no tiene porqué ser el mismo. Va a depender del recorrido.
Definición: Cuando el estado inicial y final coinciden, se dice que el proceso es cerrado
ocíclico, por el contrario cuando el estado final e inicial son diferentes, se dice que el
proceso es abierto (no confundir proceso con sistema).
En este caso, ambos recorrido son abiertos, pero si en algún caso, se volviese del punto
f al i, se habrá completado un ciclo cerrado.
En una máquina, los procesos son cíclicos ya que se repite una serie de
transformaciones y debe llegar a producir trabajo.Al considerar el calor como una manifestación más de la energía, se ha de admitir la
posibilidad de la mutua transformación entre trabajo y calor.

Trabajo

Calor

De hecho, esta rama de la física, la termodinámica, estudia los procesos de
transformación de trabajo en calor, y viceversa.

H. Diferencia entre calor y temperatura
El calor es una manifestación de la energía en tránsito...