Termodinamica

TERMODINÁMICA Y TECNOLOGÍA DEL CALOR
Eje 01

Temperatura y calor. Calorimetría. Capacidad y calor específico. Unidades. Equivalente mecánico
del calor. Problemas de aplicación. Escalas termométricas. Termometría.
Transmisión de calor. Tipos. Leyes. Aplicaciones a distintos casos.
El estado gaseoso. Gases perfectos o ideales. Vapores. Leyes. Ecuación de estado. Mezcla de
gases ideales.Desviación del comportamiento ideal. Gases reales. Ecuación de Van der Waals.
Calor específico a volumen y a presión constante. Problemas de aplicación
INTRODUCCIÓN
¿Por qué necesitamos estudiar termodinámica y tecnología del calor?
Miremos a nuestro alrededor, veamos lo que nos rodea.
Vivimos en un mundo artificial: vehículos, máquinas, ropa,
baterías, teléfonos. alimentos deshidratados,cereales
inflados...
Todo esto es producido por el hombre. Pero los recursos
disponibles son escasos, se agotan. Las industrias
manufactureras se encargan de producir aquello que
necesitamos, pero en su interior surgen problemas a diario.
Es necesario controlar esas máquinas y es preciso
hacerlas cada vez más eficientes.
NO SE PUEDE MEJORAR, AQUELLO QUE NO SE
CONOCE...
Porque en todas lasindustrias de procesos, se producen situaciones que requieren o bien
entregar calor para que se produzca una reacción, una separación, un cambio de fase,
para facilitar una mezcla, para generar vapor, para producir un trabajo con dicho vapor,
para esterilizar un producto alimenticio, para generar una atmósfera inerte, para cambiar
una viscosidad, o bien extraer energía para enfriar un reactorque está muy caliente, para
producir una cristalización, para permitir que un gas condense o se licúe, para mantener
una temperatura, etc.
La generación de calor, está asociada al consumo de alguna otra forma de energía, por lo
que toda industria, trata en forma continua de mejorar sus rendimientos y costos de
producción, por lo que busca optimizar los fenómenos asociados al flujo de calor,mediante:
 La selección de materiales apropiados que permitan que la transmisión del calor,
 La selección de materiales que soporten las temperaturas de trabajo.
 El estudio y selección de los sistemas intercambiadores de calor más eficientes,
 La reducción al máximo posible las pérdidas de calor, para lo cual estudia
diferentes materiales aislantes y su disposición.
 La reutilización delos fluidos refrigerantes o calefactores
 Y la utilización de combustibles alternativos entre otros.
Al mismo tiempo, para poder realizar esta optimización se requiere medir o calcular los
intercambios energéticos y las temperaturas asociadas.
La termometría busca la forma de medir el estado térmico de los cuerpos, basándose en
que el calor “fluye”, en virtud de un desequilibrio térmico,desde un cuerpo a mayor
temperatura a otro a menor temperatura.

Escuela 4-132 Químicos Argentinos

Ing. Eduardo Mangione
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La temperatura, es una magnitud independiente que mide el sentido del flujo energético,
en virtud de un desequilibrio térmico.
El SI (sistema internacional), define como unidad de temperatura el kelvin, siendo 1 kelvin
(1 K) la1/273,16 veces la temperatura del punto triple del agua. El punto triple es la
temperatura a la cual coexisten hielo, y agua en equilibrio a la presión de vapor de agua.
Los termómetros son los instrumentos que permiten medir el estado térmico de un cuerpo (su
temperatura), mediante la variación de alguna propiedad física medible, que varíe con la
temperatura. Algunas de las propiedades quevarían con la temperatura son:
 La longitud de una barra (dilatación lineal),
 El volumen de un líquido o de un gas (expansión),
 La resistencia eléctrica de un alambre,
 El color de un filamento de una lámpara.
Así, tenemos: el termómetro de mercurio, de alcohol, de gas, electrónicos (cambia resistencia
eléctrica de un “termistor” con la temperatura, infrarrojos, termocuplas o...