practica tres termodinamica
Páginas: 13 (3155 palabras)
Publicado: 10 de octubre de 2013
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
ARAGÓN
LABORATORIO DE APLICACIONES DE PROPIEDADES DE LA MATERIA
PRACTICA 3
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
CICLO ESCOLAR: 2013-2014.
FECHA DE REALIZACIÓN: 13/09/2013.
FECHA DE ENTREGA: 20/09/2013
CALIFICACIÓN:
OBJETIVO
Demostrar la ley cero de la termodinámica, cuantificar la cantidad de energíaque un cuerpo cede o recibe de una sustancia de trabajo, determinar la temperatura de equilibrio de las sustancias de trabajo, analizar el grado de error al determinar la temperatura de equilibrio.
INTRODUCCION
EQUILIBRIO TERMODINAMICO
En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio deestado o proceso termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno, (las condiciones que le imponen sus alrededores). Para ello ha de encontrarse simultáneamente en equilibrio térmico, equilibrio mecánico y equilibrio químico.
El general de un sistema termodinámico en equilibrio queda determinado por los valores de sus cantidades y parámetros intensivos tales como:la presión, latemperatura, etc. Específicamente, el equilibrio termodinámico se caracteriza por tener un valor mínimo en sus potenciales termodinámicos, tales como laenergía libre de Helmholtz, es decir, sistemas con temperatura y volumen constantes siempre y cuando:
A = U – TS , ΔA = 0
O la energía libre de Gibbs, es decir, en sistemas caracterizados por tener la presión y la temperaturasconstantes:
G = H – TS , ΔG = 0
El proceso que gobierna un sistema hacia el equilibrio termodinámico se denomina entropía. Un ejemplo de este tipo de procesos es el que tiene lugar en un sistema de partículas interactuantes y que se abandona a sus propias influencias. Un sistema tal y como este intercambia energía/momentum entre las partículas que lo constituyen hasta que las variablesmacroscópicas que definen el sistema permanecen invariables en el tiempo.
La termodinámica clásica trata, casi siempre, de transformaciones entre estados de equilibrio. La palabra equilibrio implica un estado que ha repartido sus variables hasta que no hay cambios. En el estado de equilibrio no hay potenciales sin balancear (o fuerzas perturbadoras) con el sistema. Un sistema se dice que ha llegado alequilibrio termodinámico cuando no experimenta cambios al haber sido aislado de su entorno.
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwel y llevada a ley por Fowler y dice:
“Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”.
El equilibrio térmico debe entendersecomo el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran importancia porque permitió definir a la temperatura como una propiedad termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. La aplicación de la ley cero constituye un método para medir la temperatura de cualquier sistema escogiendo una propiedad del mismo que varíe con la temperaturacon suficiente rapidez y que sea de fácil medición, llamada propiedad termométrica. En el termómetro de vidrio esta propiedad es la altura alcanzada por el mercurio en el capilar de vidrio debido a la expansión térmica que sufre el mercurio por efecto de la temperatura. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, ambos sistemas tienen la misma temperatura.
EQUILIBRIO TERMICO
Para poder daruna definición más precisa del concepto de equilibrio térmico desde un punto de vista termodinámico es necesario definir algunos conceptos.
Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico.
Consideremos entonces dos sistemas en...
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES
ARAGÓN
LABORATORIO DE APLICACIONES DE PROPIEDADES DE LA MATERIA
PRACTICA 3
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
CICLO ESCOLAR: 2013-2014.
FECHA DE REALIZACIÓN: 13/09/2013.
FECHA DE ENTREGA: 20/09/2013
CALIFICACIÓN:
OBJETIVO
Demostrar la ley cero de la termodinámica, cuantificar la cantidad de energíaque un cuerpo cede o recibe de una sustancia de trabajo, determinar la temperatura de equilibrio de las sustancias de trabajo, analizar el grado de error al determinar la temperatura de equilibrio.
INTRODUCCION
EQUILIBRIO TERMODINAMICO
En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio deestado o proceso termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno, (las condiciones que le imponen sus alrededores). Para ello ha de encontrarse simultáneamente en equilibrio térmico, equilibrio mecánico y equilibrio químico.
El general de un sistema termodinámico en equilibrio queda determinado por los valores de sus cantidades y parámetros intensivos tales como:la presión, latemperatura, etc. Específicamente, el equilibrio termodinámico se caracteriza por tener un valor mínimo en sus potenciales termodinámicos, tales como laenergía libre de Helmholtz, es decir, sistemas con temperatura y volumen constantes siempre y cuando:
A = U – TS , ΔA = 0
O la energía libre de Gibbs, es decir, en sistemas caracterizados por tener la presión y la temperaturasconstantes:
G = H – TS , ΔG = 0
El proceso que gobierna un sistema hacia el equilibrio termodinámico se denomina entropía. Un ejemplo de este tipo de procesos es el que tiene lugar en un sistema de partículas interactuantes y que se abandona a sus propias influencias. Un sistema tal y como este intercambia energía/momentum entre las partículas que lo constituyen hasta que las variablesmacroscópicas que definen el sistema permanecen invariables en el tiempo.
La termodinámica clásica trata, casi siempre, de transformaciones entre estados de equilibrio. La palabra equilibrio implica un estado que ha repartido sus variables hasta que no hay cambios. En el estado de equilibrio no hay potenciales sin balancear (o fuerzas perturbadoras) con el sistema. Un sistema se dice que ha llegado alequilibrio termodinámico cuando no experimenta cambios al haber sido aislado de su entorno.
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue enunciada en un principio por Maxwel y llevada a ley por Fowler y dice:
“Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí”.
El equilibrio térmico debe entendersecomo el estado en el cual los sistemas equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran importancia porque permitió definir a la temperatura como una propiedad termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. La aplicación de la ley cero constituye un método para medir la temperatura de cualquier sistema escogiendo una propiedad del mismo que varíe con la temperaturacon suficiente rapidez y que sea de fácil medición, llamada propiedad termométrica. En el termómetro de vidrio esta propiedad es la altura alcanzada por el mercurio en el capilar de vidrio debido a la expansión térmica que sufre el mercurio por efecto de la temperatura. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, ambos sistemas tienen la misma temperatura.
EQUILIBRIO TERMICO
Para poder daruna definición más precisa del concepto de equilibrio térmico desde un punto de vista termodinámico es necesario definir algunos conceptos.
Dos sistemas que están en contacto mecánico directo o separados mediante una superficie que permite la transferencia de calor lo que se conoce como superficie diatérmica, se dice que están en contacto térmico.
Consideremos entonces dos sistemas en...
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