Teoria de la Termodinamica

Conceptos fundamentales de los sistemas termodinámicos
La Termodinámica se desarrolla a partir de cuatro Principios o Leyes:

Principio Cero: permite definir la temperatura como una propiedad.
Primer Principio: define el concepto de energía como magnitud conservativa.
Segundo Principio: define la entropía como magnitud no conservativa, una medida de la dirección de los procesos.
TercerPrincipio: postula algunas propiedades en el cero absoluto de temperatura.
Por ahora ninguna de estas formulaciones tiene una forma útil, y las trataremos en detalle solamente después de haber presentado las definiciones rigurosas de los conceptos necesarios. Un problema típico entre aquellos que se tratan en Termodinámica consiste en calcular un conjunto de propiedades de un sistema a partir deotro conjunto de propiedades. Muy raramente se resuelven los problemas mediante el método (directo pero engorroso) de construir mentalmente hipotéticas máquinas de movimiento perpetuo, llamaremos máquina de movimiento perpetuo a aquella máquina que produzca trabajo sin que tenga lugar otro efecto externo.

En cambio se suelen usar procedimientos matemáticos abstractos que se obtienen de unavez por todas y luego se utilizan para resolver los problemas. Estos procedimientos indirectos son muy eficientes, pero no hay que olvidar que su fundamento reside en las leyes básicas. La Termodinámica se ocupa de estudiar procesos y propiedades macroscópicas de la materia y no contiene ninguna teoría de la materia. Por lo tanto no nos dice nada acerca de la constitución de la materia.

Como lasvariables con la cuales se trabaja son siempre macroscópicas, no es posible obtener de la Termodinámica la información a escala microscópica acerca del sistema, sea en lo referente a su estructura como a sus procesos internos.

Si bien ésta es una restricción, en compensación significa que la Termodinámica tiene gran generalidad. El hecho de evitar deliberadamente toda referencia a laestructura de la materia otorga a la Termodinámica clásica una dureza que a primera vista puede parecer poco agradable. Pero este camino tiene la virtud de poner en evidencia precisamente aquellas partes de una teoría física que no dependen de teorías particulares de la materia.

Por esto la Termodinámica tiene un aspecto extraordinariamente práctico, puesto que se la puede aplicar con toda confianza asistemas que son demasiado complicados para ser analizados mediante otras teorías. Existe además una rama denominada Termodinámica Estadística en la que se pueden relacionar las propiedades a escala microscópica del sistema con propiedades macroscópicas que estudia la Termodinámica clásica.

Definiciones y conceptos básicos
La Termodinámica clásica divide al universo en el sistema y elambiente, separados por una frontera. Esta visión simplificada permite estudiar la transferencia de energía en el Universo. En esta primera unidad se verán las principales definiciones y consideraciones que permiten la descripción de los sistemas termodinámicos.

Εργον (érgon) es el padre de la energía; la energía, palabra de origen griego que deriva del vocablo en (dentro) – érgon (acción,trabajo), significa pues fuerza en acción, o capacidad para producir trabajo, es el protagonista principal de la Termodinámica. Es en consecuencia la Ciencia que estudia la conversión de unas formas de la energía en otras. En su sentido etimológico, podría decirse que trata del calor y del trabajo, pero por extensión, de todas aquellas propiedades de las sustancias que guardan relación con el calor y eltrabajo.

La Termodinámica se originó a partir de consideraciones acerca de calor y temperatura, y emplea términos y conceptos del lenguaje corriente. Sin embargo esas mismas palabras y conceptos, cuando se usan en Termodinámica son abstracciones de los conceptos ordinarios y tienen significados bien precisos que pueden diferir del uso común. Por eso hace falta introducir algunas definiciones...