Termodinamica

Termodinámica

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.
De forma general podemos decir que la termodinámica se encarga de estudiar la trasformación de la energía térmica en energía mecánica así como el proceso inverso, la conversión del trabajo en calor.
Previo a profundizar en este tema dela termodinámica, es imprescindible establecer una clara distinción entre tres conceptos básicos: temperatura, calor y energía interna:

La temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas individuales., en la temperatura se manejan escalas de temperatura las cuales son “Celsius” y “Fahrenheit”.
transferencia de energía, como energía térmica, de un objeto a otro debida auna diferencia de temperatura.
La energía interna (o térmica) es la energía total de todas las moléculas del objeto, o sea incluye energía cinética de traslación, rotación y vibración de las moléculas, energía potencial en moléculas y energía potencial entre moléculas. Para mayor claridad, imaginemos dos barras calientes de un mismo material de igual masa y temperatura. Entre las dos tienen eldoble de la energía interna respecto de una sola barra. Notemos que el flujo de calor entre dos objetos depende de sus temperaturas y no de cuánta energía térmica o interna tiene cada uno. El flujo de calor es siempre desde el objeto a mayor temperatura hacia el objeto a menor temperatura.
Algunos ejemplos de Termodinámica son:
Turbina. Su misión es extraer energía del fluido, disminuyendo supresión de forma que esa energía sea la misma que la que le tiene que aportar al compresor. La presión a la salida de la turbina dependerá de la demanda del compresor en ese momento; estudiando las ecuaciones se puede ver como varia esta demanda en funcion de la velocidad de vuelo, de la altitud, etc…
Cámara de combustión. El aire, a alta presión, se le inyecta combustible y pasa por un quemador quehace combustionar la mezcla. En este ciclo, la combustión se realiza a presión constante; por esto mismo al ciclo Brayton a veces se le llama “ciclo de presión cte”, frente al Otto, llamado “ciclo a volumen cte”.

PROCESO ISOTERMICO



¿Qué es isotérmico?
Proceso isotérmico es el cambio de temperatura reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio de temperatura constante entodo el sistema. La compresión o expansión de un gas en contacto permanente con un termostato es un ejemplo de proceso isotermo, y puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco caliente. De esta manera el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que elgas se expanda realizando trabajo. Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W

Formula matemática
En síntesis “Una expansión isotérmica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae), manteniendo la temperatura constante durante dichoproceso, es decir que T1 = T2 para los estados inicial (1) y final (2) del proceso isotérmico. Aplicando el primer principio de la termodinámica se obtiene:”

Formula:


Donde:
Q: calor
W: Trabajo
U: Energía interna

Proceso Isobárico
¿Qué es?
Es aquel proceso termodinámico que ocurre a presión constante. En él,el calor transferido a presión constante está relacionado con el resto de variables. Si la presión no cambia durante un proceso, se dice que éste es isobárico.
¿Cómo funciona?
Un ejemplo de un proceso isobárico es la ebullición del agua en un recipiente abierto. Como el contenedor está abierto, el proceso se efectúa a presión atmosférica constante. En el punto de ebullición, la temperatura...