Termodinamica

TEMA 1

TERMODINAMICA Y ENERGIA

El principio de conservación de la energía dice que la energía ni se crea ni se destruye solo se transforma.
El cambio en el contenido energético de un cuerpo o de cualquier otro sistema es igual a la diferencia entre la entrada y la salida de energía.

E entrada – E salida = ∆E

La primera ley de la termodinámica es simplemente unaexpresión del principio de conservación de la energía y sostiene que la energía es una propiedad termodinámica.
La segunda ley de la termodinámica afirma que la energía tiene calidad así como cantidad y los procesos reales ocurren hacia donde disminuye la calidad de la energía.

SISTEMAS Y VOLUMENES DE CONTROL

Un sistema se define como una cantidad de materia o una región en el espacioelegido para análisis. La masa o región fuera del sistema se conoce como alrededores. La superficie real o imaginaria que separa al sistema de sus alrededores se llama frontera. La frontera de un sistema puede ser fija o móvil, tiene espesor cero y por lo tanto no puede contener ninguna masa ni ocupar un volumen en el espacio.
Los sistemas se pueden considerar cerrados o abiertos, dependiendo de si seelige para estudio una masa fija o un volumen fijo en el espacio.

Un sistema cerrado (llamado también como masa de control) consta de una cantidad fija de masa y ninguna otra puede cruzar su frontera, es decir, ninguna masa puede entrar o salir de un sistema cerrado. Pero sin embargo la energía en forma de calor o trabajo si puede cruzar la frontera y además el volumen de un sistema cerrado notiene que ser fijo.

Si como caso especial, incluso se prohíbe que la energía cruce la frontera entonces estaríamos hablando de un sistema aislado.

Un sistema abierto (llamado también volumen de control) es aquel en el que tanto la masa como la energía pueden cruzar la frontera.
Algunos ejemplos de sistemas abiertos serian un calentador de agua, un radiador de automóvil o una turbina.
Lasfronteras de un volumen de control se conocen como superficie de control y pueden ser reales o imaginarias.
Un volumen de control puede ser fijo en tamaño y forma o bien podría implicar una frontera móvil.
En un volumen de control también puede haber interacciones de calor y trabajo, además de interacción de masa.

PROPIEDADES DE UN SISTEMA

Cualquier característica de un sistema se llamapropiedad.
Las propiedades intensivas son aquellas independientes de la masa de un sistema, como temperatura, presión y densidad.
Las propiedades extensivas son aquellas cuyos valores dependen del tamaño o extensión del sistema. La masa total, volumen total y cantidad de movimiento total son algunos ejemplos de propiedades extensivas.
Una forma fácil de determinar si una propiedad es intensiva oextensiva es dividir el sistema en dos partes iguales mediante una partición imaginaria, cada parte tendrá el mismo valor de propiedades intensivas que el sistema original, pero la mitad del valor de las propiedades extensivas.

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Como vemos queda la mitad de la masa y el volumen (propiedades extensivas).

Las propiedades extensivas por unidad de masa se llaman propiedades específicas.DENSIDAD Y DENSIDAD RELATIVA

La densidad se conoce como la masa por unidad de volumen:

D = m / V (Kg. /m³)

El reciproco de la densidad es el volumen específico V que se define como volumen por unidad de masa:

V = V / m = 1 / D

La densidad de una sustancia depende de la temperatura y la presión.
En la mayor parte de los gases ladensidad es proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura.
Por otra parte los líquidos y sólidos son en esencia sustancias no compresibles y la variación de su densidad con la presión es por lo regular insignificante.
La densidad de líquidos y sólidos depende más de la temperatura que de la presión.
Algunas veces la densidad de una sustancia se da como relativa a una...