Termodinamica

MARCO TEORICO
HISTORIA DE LA TERMODINÁMICA
La historia de la termodinámica como una disciplina científica generalmente comienza con Otto von Guericke quien, en 1650 diseño y construyo la primera bomba de vacío, para demostrar la existencia del vacío y refutar así la teoría de Aristoteles. Poco después en 1656, el físico y químico inglés Robert Boyle en coordinación con el científico tambiéninglés Robert Hooke crearon la bomba de aire. Usando esta bomba Boyle y Hooke notaron una correlación entre presión, temperatura y volumen. Entonces, la ley de Boyle fue formulada, que establece que la presión y el volumen son inversamente proporcionales. Luego, en 1679, basado en estos conceptos, un asociado de Boyle llamado Denis Papin construyo el digestor a vapor, que era un recipiente cerradocon una tapa hermética que confinaba el vapor hasta que una alta presión fuese generada. En 1798, Thompson demostró la conversión del trabajo mecánico en calor.
Los conceptos fundamentales de capacidad calorífica y calor latente, que fueron necesarios para el desarrollo de la termodinámica, los desarrollo el profesor Joseph Black en la universidad de Glasgow. En la misma universidad, James Wattse propuso estudiar la magnitud del calor puesto en funcionamiento de la máquina, esto permitiría estudiar su rendimiento. Los aportes de Watt para mejorar el rendimiento de las maquinas fueron muchos, también acuño el termino trabajo de fuerza.
En agosto de 1807 Robert Fulton puso en funcionamiento el primer barco de vapor de éxito comercial y en 1819 el buque de vapor norteamericano Savannahrealizaba el primer viaje transatlántico. George Stephenson fue el primero que logro instalar una máquina de vapor en un vehículo terrestre, dando inicio a la era del ferrocarril.
Todos estos trabajos llevaron a Sadi Carnot (considerado como "el padre de la termodinámica") a publicar "Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego" un discurso sobre el calor, poder, energía y eficiencia térmica quemarcó el inicio de la termodinámica como ciencia moderna.
En 1847, Joule formuló la ley de la conservación de la energía que afirma que la cantidad total de energía de cualquier sistema físico aislado permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otras formas de energía; en resumen: "la energía no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de una forma aotra."
El primer libro considerado de termodinámica fue escrito en 1859 por William Rankine, originalmente formado como físico e ingeniero civil y mecánico en la universidad de Glasgow. La primera y segunda ley de la termodinámica surgieron simultáneamente en 1850, principalmente de los trabajos de William Rankine, Rudolf Clausius y William Thomson (Lord Kelvin).
Durante los años de 1873-76 elfísico matemático Josiah Willard Gibbs publicó una serie de tres documentos, siendo el más conocido "Sobre el equilibrio de las substancias heterogéneas", en la que demostró como los procesos termodinámicos, incluyendo las reacciones químicas, pueden ser gráficamente analizados al estudiar la energía, entropía, volumen, temperatura y presión en los sistemas termodinámicos, de tal manera, se puededeterminar si un proceso ocurrirá espontáneamente.
SISTEMA
Porción del universo que se escoge para la consideración termodinámica; una cantidad definida de una sustancia especifica.
Abierto: Intercambio masa y energía (calor)
Cerrado: Transfiere calor pero la masa no es transferida
Aislado: Impide la transferencia de masa y de calor
PROCESO
Un proceso es un conjunto de las fases sucesivas deun fenómeno natural o de una operación artificial. En termodinámica, un proceso es el paso de un sistema termodinámico de un estado de equilibrio inicial a otro estado de equilibrio final.
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA
Si dos objetos A y B están por separado en equilibrio térmico con un tercer objeto C, entonces los objetos A y B están en equilibrio entre sí.
El calor tiene a difundirse de...