Mecanica

CAPACIDAD CALORIFICA. CALOR ESPESIFICO.
Dependiendo de la naturaleza de u proceso, un sistema al absorber calor puede ocasionar o no un cambio de temperatura en este. Si el sistema experimenta cambios de temperatura T2-T1, debiendo a la absorción de calor Q; se define como capacidad calorífica media a la relación entre el calor absorbido y la diferencia de temperatura expresándose como:C=QT2-T1
Se define la capacidad calorífica instantánea o capacidad calorífica C a cualquier temperatura; cuando esta varia de T a T+ΔT para una ΔQ de calor por lo tanto:
C=limΔt→∞ΔQΔT=dQdT
C=dQdT
En un diagrama de p-v observamos que se tiene una series de procesos a través de los cuales es posibles que la temperatura de un sistema aumente de T a T+dT, y el calor suministrado es diferente en cadauno de los procesos ya que el calor es una diferencia inexacta. Por lo anterior expuesto existen un número infinito de procesos diferentes por los cuales es posible llevar un sistema desde un estado de temperatura T a otro estado T+dT, por lo que se deduce que una sustancia tiene un numero infinito de capacidades caloríficas. Los valores de las capacidades caloríficas se encuentra entre el intervalode -∞ a +∞.

Para el caso de un sistema PVT, la razón de dQdT tiene un solo valor para cuando la presión se mantiene constante; denominándose la capacidad calorífica a presión constante y se designa como:
Cp=dQdTρ
El valor de Cp depende en genera de la presión y la temperatura.
De manera similar al mantenerse el volumen constante la capacidad calorífica a volumen constante será:
Cv=dQdTvY el valor de Cv dependerá en general el volumen y la temperatura.
En general los valores de Cp y Cv son distintos.
La capacidad calorífica es una propiedad de un sistema o va una extensiva y para obtener una propiedad que no dependa de la cantidad de sustancia del sistema; definimos el calor específico de una sustancia como la relación entre la capacidad de calorífica de un sistema a lacantidad de masa del sistema y se tiene que:
C=cm
Por lo que la capacidad de calorífica media especifica será:
Ĉ=Qm(T2-T1)
Y la capacidad calorífica especifica o calor especifico será:
C=dQdT=dQTmdT=dqd´T
C=dqd´T
Donde: dq=dQm
CALOR EN UN SISTEMA.
La cantidad de calor total que absorbe o rechaza un sistema cuando su temperatura aumenta deT1 a T2 es:
Q=dQ=T1T2cdT
Para el caso en que C es la capacidad calorífica media se tiene que:
Q=CT2-T1
Y para la variación de C= f (T) se tiene:
Q=T2T1f (T) dT
si el sistema esta compuesto de una sustancia homogénea de masa m y calor especifico c se tiene q:
Q=mT1T2dq=mT1T2cdT

Q= mT1T2cdT
Dependiendo del proceso a través del cual se absorbe o rechaza el calor; se elegirá elcorrespondiente calor especifico.
El calor suministrado al sistema se considera positivo (+Q) y el calor rechazado por el sistema se considera negativo (-Q) o sea:
+Q→sist→-Q
ENERGIA INTERNA.
La materia esta formada fundamentalmente por las partículas elementales como electrones, protones y neutrones; las cuales se encuentran asociadas entre si para integrar los átomos; y estos a la ves se agrupanformando las moléculas que en si conservan las propiedades de las sustancias de que se tratan.
Ahora consideramos un sistema termodinámico aislado como el mostrado en la fig. 3 en el cual un mol de sustancia de trabajo esta en fase gaseosa. El número de moléculas contenidas en un sistema es del orden de ̴10²², las cuales poseen individualmente diversos tipos de energía debido a su acción entre lasmoléculas; a la interacción entre los átomos que integran las moléculas debida a los componentes de cada átomo denominado internucleares.
Considerando el modelo del sistema termodinámico constituido por un gran numero de moléculas, por lo que la energía total que posee este será la suma de cada una de las energías potenciales y energía cinética de moléculas que integran el sistema por tanto:...