Termodinamica

¿Qué es la termodinámica?
La termodinámica estudia todo lo referente al calor y a su conversión en la energía y trabajo mecánico. Su enfoque acerca de los procesos térmicos es estrictamente macroscópico, dejando de lado la visión del comportamiento atómico y molecular, en donde las variables a tomar en cuenta son presión, la temperatura, el calor y la energía presente en sus diferentes formas.Curiosamente, la termodinámica no se desarrolla sino recién a mediados del siglo XIX, cuando se clarifica una de las teorías que hasta ese entonces imperaba y que se conocía como la del “calórico”, y que de a poco fue desapareciendo por si concepción inapropiada de lo que realmente era el calor.
Existen unas celebres leyes y conocidas leyes de la termodinámica que sirven como directrices en elestudio de los fenómenos térmicos. Así, se parte de una premisa que ya conoces: el calor solo puede fluir desde un punto de alta a otro de baja temperatura. En ocasiones encontraras que a esta afirmación se la conoce como la ley cero de la termodinámica expresada como “si los objetos A y B están en equilibrio térmico con el objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio térmico entresí”.

Es necesario que tomes en cuenta que las moléculas de un cuerpo tienen asociadas diferentes tipos de energía: cinética traslacional
(movimiento de la molécula en cierta dirección), cinética rotacional (rotación de la molécula sobre uno o más ejes), potencial (existencia de fuerzas intermoleculares).
La suma de todas las energías de las moléculas dan lugar a la denominada energía del cuerpo.La energía interna de un cuerpo es diferente que la energía total del mismo, ya que en esta última se incluyen también el movimiento del cuerpo y el cambio de energía potencial provocado por fuerzas externas.
Para poder explicar la primera ley de la termodinámica, debemos estimar primero del trabajo realizado durante una expansión generada por la acción de una fuerza hecha por un gas dentro de unpistón.
Asi tenemos que el trabajo es W=F.x
Se conoce que la presión se define por P= F/A
Despejas la fuerza F y remplazas en la expresión del trabajo
W=P.A x
W=P.V
Esta expresión indica que si la presión es constante,el trabajo realizado por una fuerza cuando se produce una variación de volumen se determina como el producto entre dicha presión y el cambio de volumen experimentado.Sin embargo, si es que la presión no es constante, el proceso no seria tan simple, por lo que en ese caso pordrias asumir que el trabjo se establece como el valor del área bajo la curva formada en un diagrama presión- volumen P-V.
Debes notar que si el volumen se incrmenta el trabajo será positivo, mientras que si el volumen disminuye, el trabajo será negativo.
La primera ley de la termodinámicasostiene que el calor transferido a un sistema genera un aumento en la energía interna del sistema de un trabajo mecanico.
Algunos procesos caracteristicos que tienen lugar en los sitemas termodinámicos, te permiten realizar análisis especificps para cada uno de ellos:
Proceso isobárico:
Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. La Primera Ley de laTermodinámica, para este caso, queda expresada como sigue:
,

Donde:
= Calor transferido.
= Energía interna.
= Presión.
= Volumen.
En un diagrama P-V, un proceso isobárico aparece como una línea horizontal.
Proceso isocórico:
Un proceso isocórico, también llamado proceso isométrico o isovolumétrico es un proceso termodinámico en el cual el volumen permanece constante; . Esto implica que elproceso no realiza trabajo presión-volumen, ya que éste se define como:
,
donde P es la presión (el trabajo es positivo, ya que es ejercido por el sistema).
En un diagrama P-V, un proceso isocórico aparece como una línea vertical.
Proceso isotérmico:
Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante...