Termodinámica y sus leyes

PROCESOS TERMODINÁMICOS
Termodinámica.- Parte de la física que estudia las relaciones existentes entre los fenómenos dinámicos y los caloríficos.
Trata de la transformación de la energía mecánica en calor y del calor en trabajo. También describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía.
La termodinámica estudia los sistemas que se encuentran enequilibrio. Esto significa que las propiedades del sistema—típicamente la presión, la temperatura, el volumen y la masa— son constantes.
Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable. El estado de un sistema macroscópico en equilibrio puededescribirse mediante propiedades medibles como la temperatura, la presión o el volumen, que se conocen como variables termodinámicas. Es posible identificar y relacionar entre sí muchas otras variables (como la densidad, el calor específico, la compresibilidad o el coeficiente de expansión térmica), con lo que se obtiene una descripción más completa de un sistema y de su relación con el entorno.TERMODINAMICA
TERMODINAMICA: La termodinámica puede definirse como el tema de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía como calor y como trabajo. Sabemos que se efectúa trabajo cuando la energía se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánicos. El calor es una transferencia de energía de un cuerpo a un segundo cuerpo que está a menor temperatura. O sea,el calor es muy semejante al trabajo. Al hablar de termodinámica, con frecuencia se usa el término "sistema". Por sistema se entiende un objeto o conjunto de objetos que deseamos considerar. El resto, lo demás en el Universo, que no pertenece al sistema, se conoce como su "ambiente". Se consideran varios tipos de sistemas. En un sistema cerrado no entra ni sale masa, contrariamente a los sistemasabiertos donde sí puede entrar o salir masa. Un sistema cerrado es aislado si no pasa energía en cualquiera de sus formas por sus fronteras.


¿Cómo funciona una olla de presión?


Recordemos que la temperatura de saturación es la temperatura a la que, a una presión dada, una sustancia cambia de fase (por ejemplo, de líquido a vapor). De la misma forma la presión de saturación es la presióna la que, a una temperatura dada, una sustancia cambia de fase.

La temperatura a la que el agua empieza a hervir depende de la presión del sistema, entre mayor sea esta última, mayor será la temperatura a la que hervirá. A presiones menores la temperatura de saturación disminuye, tal es el caso de nuestra ciudad. Esto ocasiona que la cocción de los alimentos tarde más tiempo que lo que tarda anivel del mar.

Al nivel del mar, la presión atmosférica estándar es de 1 atm (101.325 kPa) y el agua hierve a aproximadamente 100°C; la olla de presión trabaja a presiones aproximadas de 3 atm absolutas (304.1 kPa); de tablas de vapor observamos que la temperatura de saturación para dicha presión está ligeramente por encima de los 130°C. Esto ocasiona que los tiempos de cocción sean más cortosy se ahorre energía en la cocción.
La primera ley de la termodinámica
ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK
La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces esta ley expresa que, cuando un sistema es sometido a un ciclo termodinámico, el calor cedido por el sistema será igual al trabajo recibido por el mismo, y viceversa.
Es decir Q =W, en que Q es el calor suministrado por el sistema al medio ambiente y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo.
Un ejemplo sencillo seria: Al remover con un taladro el agua contenida en un recipiente, le estamos aplicando trabajo, que es igual al calor que este emite al medio ambiente al calentarse. En este caso, el sistema puede ser el agua, el medio sería el...