termodinamica

 “Fundación Educacional Colegio San Francisco de Asís de La Florida”
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LA FLORIDA – SANTIAGO
Departamento de Ciencias
Profesora: Alba Paz Henríquez Quezada
“Hoy mejores que ayer”GUÍA DE ESTUDIO Nº1 DE TERMODINÁMICA
BIÓLOGOS CUARTO MEDIO

INTRODUCCIÓN A LA TERMODINAMICA
Es una importante rama de la física que estudia las relaciones entre el calor y las demás formas de energía. El campo que abarca la termodinámica es muy amplio y su conocimiento es indispensable para comprender muchos procesos que ocurran en los organismos vivos, tal como la producción de trabajo porel músculo, las fotosíntesis, la concentración de solutos por parte del riñón, etc., todos regidos por relaciones termodinámicas.
La termodinámica trata fundamentalmente de las transformaciones de calor en trabajo mecánico y de las transformaciones opuestas de trabajo mecánico en calor.

Conceptos Importantes:

1-. TEMPERATURA
Existe una manera subjetiva de apreciar la cantidad de calor delos cuerpos y es por el tacto. Por el decimos que un cuerpo A es más caliente que otro B y que a su vez B es más caliente que C. Existen muchas propiedades físicas que cambian con la temperatura, como el volumen de un líquido, por ejemplo. Así, se aprovecha la variación de volumen del mercurio, observado en un tubo capilar, para cuantificar la temperatura de un cuerpo, ya que a un incremento Δ t detemperatura seguirá otro incremento Δ v de volumen del mercurio, siempre constante para el mismo aumento de temperatura. Los termómetros de mercurio son comúnmente usados para la determinación de la temperatura, y el termómetro clínico usado para la determinación de la temperatura corporal, es un termómetro de máxima, es decir, la columna mercurial queda fija en la máxima temperatura medida porqueexiste un estrangulamiento entre el bulbo y el capilar que interrumpe la columna. Por ello es necesario agitar repetidamente el termómetro para restablecer la columna a su valor anterior a la medición.
1.1.2 – Relación entre las escalas centígrada y absoluta: en el punto de fusión del hielo un termómetro centígrado marcara 0 ºC y un termómetro calibrado en la escala absoluta 273,15 ºK (ºK,grados Kelvin). Luego: T = 273,15 ºK + ºC

Ejemplo: 37 ºC equivalen a 273,15 + 37 = 310,15 ºK

2 -. EL CALOR, UNA FORMA DE ENERGIA
Si se efectúa el frotamiento de dos cuerpos entre si, se generara una cierta cantidad de calor. Una serie de paletas sumergidas en agua que giren a una cierta velocidad, producirán un incremento de temperatura en la masa liquida. Los dos ejemplos dados no son sino latransformación de trabajo mecánico en calor. Joule estableció que es necesario efectuar un trabajo equivalente a 4, 18.177 ergios para obtener una cantidad de calor igual a una caloría; y viceversa, por cada caloría se obtiene un trabajo mecánico igual a 4, 18.107 ergios. Es decir, existe una equivalencia entre trabajo y calor o energía y calor. El valor dado más arriba se denomina equivalentemecánico del calor y nos servirá de introducción al principio de conservación de la energía. Luego, como concepto, debe tenerse en cuenta que el calor no es sino una de las varias formas bajo las cuales se presenta la energía.

3-. PROPAGACION DEL CALOR. BREVE REPASO
Deseamos recordar cuales son las formas de propagación del calor, ya estudiadas al hablar de calorimetría. La convección sucede enlos fluidos (gases y líquidos) y es el movimiento ascendente de masas calientes y descendentes de masas frías, debido a la temperatura. De esta manera se produce la traslación del calor contenido en las masas fluidas a otros puntos de menor temperatura. La conducción es importante en los sólidos y se produce por entrega de energía entre moléculas contiguas en un cuerpo. Existen cuerpos buenos...