proyecto

EU
AT

Introducci´n
o

AI

PL

8.1.

IC
AD

Temperatura y dilataci´n
o
t´rmica
e

I-

Cap´
ıtulo 8

Objetivos y caracter´
ısticas de la Termodin´mia
ca

FIS

8.2.

IC
AA

En los cap´
ıtulos 8 y 9 nos ocuparemos de los fundamentos f´
ısicos de la
dilataci´n t´rmica de los materiales y de los esfuerzos t´rmicos que surgen
o e
e
cuando ´sta se impide, as´como de los mecanismos de transmisi´n de calor y
e
ı
o
de los principios del aislamiento t´rmico. Todas estas aplicaciones son de gran
e
relevancia en el ´mbito de la arquitectura.
a

DP

TO
.

La Termodin´mica es la rama de la F´
a
ısica que se ocupa de las transformaciones energ´ticas y, en particular, de los procesos en que intervienen calor
e
y temperatura. En el progreso de laTermodin´mica durante el siglo XIX ina
fluy´ el desarrollo de las m´quinas t´rmicas. De ah´ la vinculaci´n inicial eno
a
e
ı
o
tre la Termodin´mica y las transformaciones energ´ticas de calor en trabaa
e
jo mec´nico. Actualmente, la Termodin´mica es una disciplina que se aplica
a
a
al estudio de multitud de fen´menos en los m´s diversos campos de la f´
o
a
ısica
(propagaci´n delsonido, efecto Joule), la qu´
o
ımica (estudio energ´tico de reace
ciones qu´
ımicas), la ingenier´ (sistemas de refrigeraci´n, turbinas), la biolog´
ıa
o
ıa
(estudio energ´tico de fen´menos biol´gicos), etc.
e
o
o
El enfoque de la Termodin´mica cl´sica tiene las siguientes caracter´
a
a
ısticas:
Parte de un n´ mero reducido de principios, postulados b´sicos o axiomas,
u
a
a partirde los cuales, por razonamientos l´gicos, se deducen las leyes que
o
gobiernan las transformaciones energ´ticas. La validez de estos principe
ios se basa en la experiencia. Ning´ n fen´meno natural observado viola
u
o
ninguno de estos principios que, dado el car´cter general de la formulaci´n
a
o
223

termodin´mica
a

Temperatura y dilataci´n t´rmica
o e

EU
AT

224

de laTermodin´mica, deben considerarse aplicables a todos los sistemas
a
f´
ısicos sin excepci´n, sean de la naturaleza que sean.
o

I-

Adopta un punto de vista macrosc´pico, sin hacer hip´tesis sobre la cono
o
stituci´n de la materia ni su interacci´n; a diferencia de otras disciplinas,
o
o
como la teor´ cin´tico-molecular o la mec´nica estad´
ıa
e
a
ıstica, que adoptan
un punto devista microsc´pico.
o

AI

Se limita al estudio de los estados de equilibrio y a las transformaciones
que pueden representarse como una serie continua de estados de equilibrio. Para estudiar fen´menos que implican estados de no equilibrio se
o
han desarrollado otras teor´ relacionadas, como la Termodin´mica de
ıas
a
procesos irreversibles o las teor´ sobre transmisi´n de calor.
ıas
osegundo principio

tercer principio

IC
AD

primer principio

PL

principio cero

IC
AA

variables termodin´micas
a

Adoptar un punto de vista macrosc´pico implica que los sistemas se deo
scriben mediante magnitudes f´
ısicas macrosc´picas, llamadas variables termodin´mio
a
cas o coordenadas termodin´micas . Por ejemplo, las variables termodin´micas
a
a
de un gas sonsu masa m, su temperatura T , su presi´n p y su volumen V 1 .
o
Los principios fundamentales de la Termodin´mica son cuatro: el princia
pio cero y los llamados tres principios de la Termodin´mica. El principio cero
a
permite establecer una definici´n operacional del concepto de temperatura. El
o
primer principio es fundamentalmente el principio de conservaci´n de la eno
erg´ e indica larelaci´n que existe entre calor y trabajo mec´nico. El segundo
ıa
o
a
principio establece la imposibilidad de convertir ´
ıntegramente el calor en trabajo mec´nico (mientras que lo inverso s´ es posible) e implica la existencia de un
a
ı
orden temporal en que deben suceder necesariamente los fen´menos naturales.
o
Por ultimo, el tercer principio establece la inaccesibilidad del cero...