termodinamica

UNIDAD 2
TERMODINAMICA
2.1. - LEY CERO DE LA TERMODINAMICA.
Antes de dar una definición formal de temperatura, es necesario entender el concepto de equilibrio térmico. Si dos partes de un sistema entran en contacto térmico es probable que ocurran cambios en las propiedades de ambas. Estos cambios se deben a la transferencia de calor entre las partes. Para que un sistema esté en equilibriotérmico debe llegar al punto en que ya no hay intercambio neto de calor entre sus partes, además ninguna de las propiedades que dependen de la temperatura debe variar.
Una definición de temperatura se puede obtener de la Ley cero de la termodinámica, que establece que si dos sistemas A y B están en equilibrio térmico, con un tercer sistema C, entonces los sistemas A y B estarán en equilibrio térmicoentre sí.1 Este es un hecho empírico más que un resultado teórico. Ya que tanto los sistemas A, B, y C están todos en equilibrio térmico, es razonable decir que comparten un valor común de alguna propiedad física. Llamamos a esta propiedad temperatura.
Sin embargo, para que esta definición sea útil es necesario desarrollar un instrumento capaz de dar un significado cuantitativo a la nocióncualitativa de ésa propiedad que presuponemos comparten los sistemas A y B. A lo largo de la historia se han hecho numerosos intentos, sin embargo en la actualidad predominan el sistema inventado por Anders Celsius en 1742 y el inventado por William Thomson (mejor conocido como lord Kelvin) en 1848.
Un termómetro debe alcanzar el equilibrio térmico antes de que su medición sea correcta.
Con elmaterial que hemos discutido hasta ahora, estamos preparados para describir la Ley de Cero de la Termodinámica. Como los otras leyes de la termodinámica que veremos, la Ley de Cero se basa en la observación y en su comprobación experimental. Consideremos dos observaciones como punto de partida:
1. Si dos cuerpos están en contacto térmico por un tiempo los suficientemente largo, ningún cambio futuroobservable toma lugar y se dice que el equilibrio térmico prevalece.
2. Dos sistemas que están individualmente en equilibrio térmico con un tercero, estos dos están en equilibrio térmico uno con el otro; los tres sistemas tienen el mismo valor de la propiedad llamada temperatura.
Estas ideas que relacionan la temperatura y del equilibrio térmico se expresan formalmente en la Ley Cero de laTermodinámica:
Ley Cero: Existe para cada sistema termodinámico en equilibrio una propiedad llamada temperatura. La igualdad de la temperatura es una condición necesaria y suficiente para el equilibrio térmico.
La Ley Cero define así una propiedad (temperatura) y describe su comportamiento.
Es importante observar que esta ley es verdadera sin importar cómo medimos la propiedad temperatura.
Si bien lasescalas de temperaturas empíricas y la temperatura termodinámica son discutidas más adelante, presentamos las dos escalas absolutas utilizadas actualmente. La escala Kelvin

(6)


donde  son los grados centígrados y la escala Rankine

(7)


donde  son los grados Fahrenheit
La escala de temperaturas será discutida posteriormente.
La Ley del Cero se representa esquemáticamente en lafigura (8)

Figure 8: Representación esquemática de la Ley Cero de la Termodinámica
2.1.1. – TEMPERATURA
La temperatura es un factor muy limitante ya que sólo hay un rango en el que las proteínas son químicamente estables, por encima o por debajo, se desnaturalizan.

A pesar de ello, existen seres vivos adaptados a temperaturas bastante extremas en nuestro planeta, desde el límite de lacongelación, hasta bacterias extremófilas en aguas termales o líquenes que han sobrevivido en el espacio exterior.

Una respuesta de los animales para evitar la dependencia de la temperatura exterior fue desarrollar mecanismos de autorregulación térmica, son los animales homeotermos, antiguamente llamados de sangre caliente. 

Los animales poiquilotermos, llamados erróneamente de sangre fría, sólo...