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TERMODINÁMICA I
1. CONCEPTOS BÁSICOS
Los sistemas pueden ser: CERRADO (no intercambia masa) o ABIERTO; ADIABÁTICO (no intercambia calor) o
DIATÉRMANO. Un sistema AISLADO es aquel que no intercambia masa ni calor.
VARIABLES
Las variables son el conjunto de propiedades macroscópicas medibles que definen el estado de un sistema.
Si las variables permanecen constantes en el tiempo, el sistemaestá en EQUILIBRIO. Para poder definir un
sistema necesitamos un número de variables, a estas las llamamos VARIABLES DE ESTADO (las elegimos). El
número mínimo de variables que necesitamos para poder definir el sistema se denomina grados de
libertad. Al resto de propiedades las llamaremos FUNCIONES DE ESTADO. Estas funciones tienen diferencial
exacta y solo dependen de estado inicial y final(función de punto). Las variables pueden ser:
INTENSIVAS: no dependen de la masa del sistema. Ej: Presión.
EXTENSIVAS: dependen de la masa del sistema. Son ADITIVAS.
ESPECÍFICAS: son intensivas, son variables extensivas a las que se quita la dependencia de la masa.
En función de las variables específicas podemos clasificar el sistema como HOMOGÉNEO, no varían a lo
largo del sistema, oHETEROGÉNEO formado por varias fases.
PROCESOS
Cuando un sistema abandona el estado de equilibrio se inicia un proceso en el que sufre una serie de
cambios de estado hasta llegar a un nuevo equilibrio. Aparecen las FUNCIONES DE LÍNEA (W y Q) asociadas
al camino entre estado inicial y final y no tienen diferencial exacta. Los procesos pueden ser:
CUASIESTÁTICOS: el sistema pasa por sucesivos estados deequilibro que están definidos por variables
termodinámicas. Es un proceso LENTO. La diferencia entre las variables intensivas del sistema y las del
entorno ha de ser pequeña. La sucesión de estados definen una línea de estados.
NO ESTÁTICOS: no se pueden medir las variables durante el proceso, los estados intermedios son
desconocidos, solo se conocen estado inicial y final. Es un procesoRÁPIDO.
REVERSIBLES o IRREVERSIBLES: Un proceso es reversible si al invertir el sentido del proceso tanto el sistema
como el entorno quedan inalterados, es decir, en sentido inverso ha de pasar por los mismos estados que
en el sentido directo. Un proceso reversible es un modelo de proceso, todos los procesos reales son
irreversibles, si la irreversibilidad es pequeña se compara con un procesoreversible. Todos los procesos no
estáticos son irreversibles. Algunos ejemplos de irreversibilidad son: mezclas, igualación de temperaturas,
disipación, rozamiento, reacciones químicas…
PRINCIPIO CERO
“DOS SISTEMAS EN EQUILIBRIO TÉRMICO CON UN TERCERO ESTÁN EN EQUILIBRIO TÉRMICO ENTRE SÍ”
Este principio permite la construcción de termómetros:
Si tenemos tres sistemas S1, S2 y S3 que dependen cadauno de 2 variables, (x,y), si S2 está en equilibrio
térmico con S1 y S3 existirán dos funciones tales que:
(
(
Los termómetros se fabrican de tal forma que

)
)

sea constante. Despejado
(

)

(

:

)

Conociendo el valor de
(variable termométrica), la presión por ejemplo, obtenemos la temperatura
como una función de esta:
( )

ECUACIÓN TÉRMICA
)
Relación entre lasvariables de estado en un equilibrio (
. La línea de estados nos la pueden dar
en un problema diciéndonos si un proceso es isotermo/isobaro o con una ecuación.
El factor de compresibilidad de una sustancia se define:

MODELO GAS IDEAL
Modelo matemático que aproxima al comportamiento de gases a presiones que tienden a cero.
La ecuación de estado térmico del gas ideal es: PV=nRθ(K) o Pv=Rθ (vvolumen específico)
Su factor de compresibilidad es 1.
COEFICIENTES TÉRMICOS
Coeficientes asociados a la ecuación de estado térmico, (
(

Despejando el volumen:

)

) (función de estado), derivando y dividiendo entre v:
(

)

(

)

Definimos los coeficientes:
: Coeficiente de expansión isóbara.

( )
( )

k: Coeficiente de compresibilidad isoterma
: Coeficiente...