ORIGEN Y ALCANCE DE LA TERMODINAMICA

ORIGEN Y ALCANCE DE LA TERMODINAMICA
La termodinámica surge de los procedimientos empíricos que llevaron a la construcción de elementos que terminaron siendo muy útiles para el desarrollo de la vida del hombre.
Creemos que la termodinámica es un caso muy especial debido a que sus inicios se pierden en la noche de los tiempos mientras que en la actualidad los estudios sobre el perfeccionamientode las máquinas térmicas siguen siendo de especial importancia, más aun si tomamos en cuenta la importancia que revisten temas de tanta actualidad como la contaminación.
El origen fue sin lugar a dudas la curiosidad que despertara el movimiento producido por la energía del vapor de agua.
Su desarrollo fue tomando como objetivo principal el perfeccionamiento de las tecnologías aplicadas con el finde hacer más fácil la vida del hombre, reemplazando el trabajo manual por la máquina que facilitaba su realización y lograba mayor rapidez, estos avances que gravitaban directamente en la economía, por ello el inicio se encuentra en el bombeo de aguas del interior de las minas y el transporte.
Más tarde se intensificaron los esfuerzos por lograr el máximo de rendimiento lo que llevó a la necesidadde lograr un conocimiento profundo y acabado de las leyes y principios que regían las operaciones realizadas con el vapor.
El campo de la termodinámica y su fuente primitiva de recursos se amplía en la medida en que se incorporan nuevas áreas como las referentes a los motores de combustión interna y últimamente los cohetes. La construcción de grandes calderas para producir enormes cantidadesde trabajo marca también la actualidad de la importancia del binomio máquinas térmicas-termodinámica.
En resumen: en el comienzo se partió del uso de las propiedades del vapor para succionar agua de las minas, con rendimientos insignificantes, hoy se trata de lograr las máximas potencias con un mínimo de contaminación y un máximo de economía.
Para realizar una somera descripción del avance de latermodinámica a través de los tiempos la comenzamos identificando con las primitivas máquinas térmicas y dividimos su descripción en tres etapas, primero la que dimos en llamar empírica, la segunda la tecnológica y la tercera la científica.


CONCEPTOS Y PROPIEDADES FUNDAMENTALES
El calor
El calor no es una nueva forma de energía, es el nombre dado a una transferencia de energía de tipo especial en elque intervienen gran número de partículas. Se denomina calor a la energía intercambiada entre un sistema y el medio que le rodea debido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y siempre que no pueda expresarse macroscópicamente como producto de fuerza por desplazamiento.
Primera ley de la Termodinámica
La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de laenergía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en
DU=UB-UA
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema
DU=-W
Tambiénpodemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna en
DU=Q
Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, DU=0. Sin embargo, durante el ciclo elsistema ha efectuado un trabajo, que ha de ser proporcionado por los alrededores en forma de transferencia de calor, para preservar el principio de conservación de la energía, W=Q.
Si la transformación no es cíclica DU¹ 0
Si no se realiza trabajo mecánico DU=Q
Si el sistema está aislado térmicamente DU=-W
Si el sistema realiza trabajo, U disminuye
Si se realiza trabajo sobre el sistema, U aumenta
Si...