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Trabajo Extra clase de Física Matemática.

Tema: Energía.

Energía:
El término energía tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, transformar o poner en movimiento. En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, energía se refiere a un recurso natural para extraerla, transformarla, yluego darle un uso industrial o económico.
En la física, la ley universal de conservación de la energía, que es la base para el primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece en el tiempo. No obstante, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formadosde materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional que se divide conceptualmente en varios tipos según las propiedades del sistema que se consideren.
Termodinámica:
La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales,sin modelizar y sigue un método experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas. Todas las leyes y variables termodinámicas, se definen de tal modo que podría decirse que un sistema está en equilibrio si sus propiedades pueden ser descritas consistentemente empleando la teoría termodinámica.
Leyes:
Primera ley de la termodinámica:
También conocidacomo principio de conservación de la energía para la termodinámica, el primer principio dice más que una ley de conservación, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo yenergía interna. Fue propuesta por Nicolás Léonard Sadi Carnot en 1824, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Loreto Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.

La ecuación general de la conservación de la energía es lasiguiente:

Ejemplos:

1. La explosión de un cohete en un tambor de acero cerrado.
2. AISLANTE TÉRMICO GAS Cuando un gas se expande adiabáticamente, efectúa trabajo pero no absorbe ni libera calor Aplicando la primera ley de la termodinámica, Δ U = Q – T, a una transformación adiabática, como Q=0, vemos que Δ U = -T AISLANTE TÉRMICO AISLANTE TÉRMICO

Segunda ley de la termodinámica:Esta ley arrebata la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). En algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. Imponerestricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía, para que en un sistema aislado la variación de la entropía siempre sea mayor que cero.
El flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayortemperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.
La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente; Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.
Su fórmula es:
Ejemplos:
1. El enunciado de...