Termodinamica I














































1.1.- Definición de Termodinámica.
La termodinámica es la ciencia que estudia la energía, sus transformaciones y las relaciones existentes entre las propiedades de las sustancias, que permiten evaluar su energía disponible, con el fin de obtener trabajo y/o calor, en algunas máquinas, equipos o procesostérmicos.
Esta ciencia es de carácter experimental y se basa en dos principios fundamentales:
La primera ley de la termodinámica, que aborda el concepto de la conservación de la energía.
La segunda ley de la termodinámica, que describe el sentido espontáneo de realización de los procesos y proporciona las herramientas para medir la calidad de la energía y la eficiencia de las transformacionestermodinámicas.


1.1.1.- Antecedentes históricos.
Desde los tiempos de la Grecia antigua, la naturaleza del calor intrigó a los hombres de ciencia. El poder comprender esta naturaleza tuvo una dramática historia, íntimamente ligada al desarrollo de la propia termodinámica. Las primeras ideas sobre la interpretación del calor fueron esbozadas por los griegos, entre ellos Demócrito, Epicuro yLucrecio. Para ellos el calor era una especie de sustancia.
El nombre “calórico” fue introducido por el químico Lavoisier en su “Traité élémentaire de chimie” en el año 1789. En el siglo XVII el calor era visto como una forma de movimiento. Algunos destacados científicos se habían acercado considerablemente a la explicación de la naturaleza del calor, asociándolo al movimiento desordenado de lasmoléculas. Sin embargo durante el siglo XVIII esta explicación correcta fue abandonada y retomada la idea errónea sobre el calor como una forma de materia, que pasaba de los cuerpos más calientes a los más fríos.
En 1738 la Academia de Ciencia Francesa ofreció un premio a quien lograra dar una explicación sobre la naturaleza del calor. En esa ocasión venció la teoría del calor como una clase demateria. Entre los ganadores se encontraba el gran científico alemán Leonard Euler.
La verdadera explicación de los fenómenos calóricos tuvo que esperar el desarrollo de los primeros principios de la termodinámica y la teoría estadística fundada en el siglo XIX. Sin embargo la experiencia acumulada por científicos como Robert Boyle (1627 - 1761) y Edme Mariotte (1620 - 1684) en la teoría delos gases, Gabriel Daniel Fahrenheit (1686 - 1736) en la construcción de termómetros meteorológicos, el escocés James Watt (1736- 1819) quien mejoró
notoriamente el motor de vapor, John Dalton (1766 -1844) quien investigó la expansión de los gases y después se convirtió en el fundador de la teoría atómica y muchos otros, fueron dando forma a la actual ciencia que hoy conocemos comotermodinámica.
La ciencia de la termodinámica tuvo su origen en los intentos de determinar matemáticamente cuánto trabajo útil podía obtenerse a partir de un motor de vapor. James Watt hizo importantes aportes en este sentido, haciendo que el pistón de una máquina de vapor se moviera bajo la acción del vapor mismo y no por el uso de gas comprimido como se hacia antes.
Durante sus experimentos era asistidopor Joseph Black, (1728 - 1799) el descubridor del calor latente. Este último junto a Pierre Simon Laplace (1749 - 1827) determinaron los calores específicos de un número de sustancias y establecieron las bases de la actual calorimetría.
El primer y gran impulso en expresar de manera matemática el estudio de las máquinas fue desarrollado por Nicolás Leonard Sadi Carnot (1796 - 1832), quien en1824 introdujo la idea de las Transformaciones Cíclicas. También obtuvo notables resultados con el denominado Principio de Reversibilidad. Asumiendo la imposibilidad de la existencia del móvil perpetuo, él concluyó que no puede haber una máquina con mayor rendimiento que aquella que trabaje con procesos reversibles.
En febrero de 1850 Rudolph Clausius (1822 - 1888) comunicó a la Academia de...