Termodinamica

TERMODINAMICA
La termodinámica es un campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de la materia de los sistemas macroscópicos (que se pueden medir), así como su intercambio energético.
El estado de un sistema macroscópico se puede describir mediante propiedades medibles como la temperatura, presión o el volumen, que se conocen como variables de estado. La relaciónmatemática entre las propiedades físicas relevantes de un cuerpo o sistema y su temperatura se conoce como ecuación de estado. En el caso de los gases ideales la ecuación de estado es:
P . V = n . R . θ
Donde R es una constante igual para todos los gases.
Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, sedice que tiene lugar un proceso termodinámico. Los principios termodinámicos determinan la naturaleza y los limites de todos los procesos termodinámicos.

PRINCIPIO CERO DE LA TERMODINÁMICA:
Este principio nos dice que: “cuando un sistema esta en equilibrio termodinámico, un segundo sistema también tiene que estar en equilibrio entre si. Esta propiedad es la temperatura”:
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PRIMERPRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
El calor (Q) y el trabajo (W) son mecanismos por los que el sistema intercambia energía entre si.
Este principio es una ley de la conservación de la energía, afirma que, como la energía no puede ni crearse ni destruirse, la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor, mas la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe serigual al aumento de la energía interna (ΔU) del sistema.
Q = ΔU + W
Para esta ecuación, un valor positivo del calor (+Q) significa que el calor es agregado al sistema y un valor positivo del trabajo (+W) significa que el trabajo es hecho por el sistema. Las cantidades negativas significan que el calor se remueve del sistema y que el trabajo es realizado sobre el sistema
Esta primera ley sepuede aplicar a varios procesos para un sistema cerrado de un gas ideal en el que una de las variables termodinámicas se conserva constantemente.
PROCESO ISOBARICO: es un proceso a presión constante. En un diagrama de P-V, un proceso isobárico sigue una trayectoria a lo largo de una línea horizontal llamada isóbara. Cuando se agrega calor al gas en el cilindro; la relación V/θ debe permanecerconstante (P . V = n . R . θ de modo que V/θ = n . R . P = constante, cuando P es constante.). El gas calentado se expande y hay un incremento en su volumen. La temperatura debe aumentar, lo cual significa que la energía interna del gas se incrementa.

El trabajo es hecho por el gas al expandirse. Nosotros sabemos que el W = F . Δx y que la P = F/A, entonces en
términos de la presión la F = P . A endonde A es el área del pistón. Entonces nos queda que W = P . A . Δx, pero A . Δx es el cambio en el volumen del gas, A . Δx = ΔV = V1 – V2.
Así, nos queda que el trabajo para un proceso isobárico es: W = P . ΔV
P . ΔV es el área bajo la isóbara en el diagrama de P-V. Para un proceso no isobárico, el W también es igual al área bajo la línea que muestra la trayectoria del proceso.
De esta forma,el W depende de la trayectoria del proceso, así como de los estados iniciales y finales.
Por otro lado, dado que la ΔV de una cantidad de un gas ideal depende solo de su temperatura absoluta, un cambio en su energía interna es independiente de la trayectoria del proceso y depende solo de los estados iniciales y finales, o de la temperatura de estos estados.
Como V2 es mayor que V1, para un gasen expansión, el W es realizado por el sistema (+W). En términos de la primera ley, entonces: Q = ΔU + W
Q = ΔU + P . ΔV
Esto significa, que el Q agregado al sistema se dirige a incrementar la ΔU (+ΔU) como el W hecho por el sistema. Si el proceso se invirtiera y el gas fuera comprimido por una fuerza externa que...