termodinamica

1.1 La naturaleza de la termodinámica

La termodinámica es una ciencia que comprende el estudio de las transformaciones de energía y las relaciones entre las diferentes propiedades físicas de las sustancias que sufren esas transformaciones. El análisis termodinámico que prescinde de la naturaleza de las partículas individuales y de sus interacciones cae dentro del dominio de la termodinámicaclásica. Otras propiedades termodinámicas y de las relaciones de energía se basan en el comportamiento estadístico de grandes grupos de partículas y se funda en un punto de vista microscópico que se le denomina termodinámica estadística. La termodinámica estadística tiene como propósito predecir e interpretar las características macroscópicas (como presión, temperatura, y densidad) que se midendirectamente o se calculan a partir de otras mediciones que reflejan un promedio estadístico.
La termodinámica clásica permite una solución más fácil y directa de los problemas de ingeniería y a menudo presenta menos complicaciones matemáticas.
1.2 Fuentes de energía y eficiencias de conversión
Los datos mundiales indican que el Producto Nacional Bruto está relacionado estrechamente con el consumede energía per cápita de un país, de ahí que el uso de energía en los países industrializados sea un factor importante de su crecimiento.
En términos de los combustibles fósiles se necesita descubrir y desarrollar más Fuentes de petróleo y gas, otra posibilidad consiste en seguir explorando otras Fuentes de energía. Los reactores nucleares continúan representando parte creciente de la producciónde energía eléctrica en muchos países. Sin embargo preocupa la seguridad del ambiente y la falta de abastecimiento suficiente del uranio que se usa en los reactores ordinarios. Además se está investigando la potencia del viento y las mareas así como el uso de la diferencia de temperaturas entre la superficie y las capas profundas de los océanos como fuente potencial en la producción de energía.Una tercera posibilidad para mantener el nivel de vida de un país industrializado es disminuir el uso de la energía, una de estas es la reasignación del consume de la energía, lo que exige establecer que productos y que servicios son realmente necesarios para mantener la salud y bienestar de una nación. Esta es primordialmente una acción política y conduce a la asignación de la energía a partir deprioridades, y la mejoría en el promedio de kilómetros por litro de los automóviles son casos de la conservación de la energía.
Un término importante de la eficiencia en la conversión cíclica de la energía (calor) en trabajo es la eficiencia térmica. Se define como la relación entre el trabajo neto útil y el calor que se suministra (que cuesta mucho) entonces:

Esta definición de eficienciatérmica tiene un valor que se encuentra entre 0 y 1. En la mayoría de los casos la relación de la ecuación se multiplica por 100 y la eficiencia térmica se expresa como un por ciento.
Un convertidor moderno puede llegar a participar en la producción de potencia a gran escala es el ciclo magneto hidrodinámico (MHD). Una unidad de MHD genera electricidad al hacer pasar un gas a muy alta temperatura(denominada plasma) por un campo magnético.
1.3 Introducción a las leyes de la termodinámica
La primera y la segunda ley se ocupan de la energía en forma directa o indirecta, de ahí su importancia fundamental en los estudios de la ingeniería de las transformaciones y usos de energía, Las tres resultantes (la ley cero, la tercera y el postulado de estado) se relacionan con las propiedadestermodinámicas.
La primera ley de la termodinámica es el enunciado de la conservación de la energía. Cuando la energía se transfiere de una región a otra o cambia dentro de un sistema su cantidad total es constante.
La segunda ley de la termodinámica determina la dirección del cambio hacia el equilibrio para un sistema en particular en un conjunto de condiciones (calidad de energía).
1.4 Sistema...