TERMODINAMICA

FÍSICA


TERMODINAMICA.

Concepto de termodinámica. Es una parte de la Física que se encarga de estudiar las relaciones existentes entre el calor y el trabajo, especialmente el calor que produce un cuerpo para realizar trabajo.


Definiciones previas


1.- Sistema aislado. Es aquella región de espacio que se aísla en forma real o imaginaria, con el fin de poder estudiar lo que ocurredentro de ella. Durante este estudio, la materia no debe salir ni entrar.




LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA.
“Si dos cuerpos aislados del medio exterior están en equilibrio térmico con otro, dichos cuerpos también están en equilibrio térmico entre si”






Material adiabático







Sistema aislado. (sistema termodinámico que no intercambia masa ni energía con el mediocircundante o sus alrededores)
H2, He, O2 y N son gases perfectos a densidad en condiciones normales de presión y temperatura.

Sustancia de trabajo. Es aquel elemento que se utiliza primero como medio de transporte del calor luego interviene en la transformación del calor en trabajo. Generalmente se utiliza un gas.

Fase. Son las diferentes formas que puede tomar un cuerpo sin cambiar suestructura química.

Estado. El estado de un cuerpo es el conjunto de propiedades que posee en un momento dado. Los posibles estados de un cuerpo caen dentro de tres grupos generales: sólido, líquido y gaseoso.
El cambio de estado es un fenómeno de carácter estrictamente molecular, ya que un estado difiere de otro solo por las circunstancias de agregación de las moléculas. Un cuerpo puedepresentarse en un estado; pero en diferentes fases.
Coordenadas termodinámicas. Es la representación gráfica de la variación de la presión, el volumen o la temperatura en un cambio de estado.














P = Presión, V= volumen, T = Temperatura

Proceso termodinámico. Es el recorrido o la sucesión ininterrumpida de varios estados. Es el paso de una sustancia de trabajo desde unestado inicial hasta otro final, con el objeto de transformar el calor que lleva , en energía mecánica.



i = Inicial
f = final










Ciclo. Es la sucesión de varios procesos termodinámicos.







Los parámetros dependen de las condiciones del problema.

Energía interna. Es la energía disipada por el movimiento de las moléculas en un determinado cuerpo, estos se debea que los choques entre ellos no son perfectamente elásticos y además existe rozamiento entre ellos.

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS TERMODINÁMICOS

A) Proceso reversible. Es aquel proceso termodinámico en el cual un cuerpo pasa de un estado inicial a otro final restableciendo por ejemplo sus condiciones iniciales (presión, volumen, temperatura); esto es en forma natural. Tener en cuenta queel cuerpo vuelve al estado inicial, pasando por los mismos estados intermedios.

B) Proceso irreversible. Es aquel proceso termodinámico en el cual un cuerpo pasa de un estado inicial a otro final sin poder restablecer sus condiciones iniciales (presión, volumen, temperatura), o uno de ellos. Esto no significa que dicho cuerpo no pueda restablecerse, se puede mediante un agente externo.C) Proceso cuasi-estático. Es aquel proceso termodinámico en el cual el paso de un estado a otro es bastante lento, de tal manera que se puede tomar diferenciales en el cual el estado inicial va a ser casi igual al estado final. Es decir que en ese paso, el proceso es equivalente a un proceso reversible.

1ra LEY DE LA TERMODINÁMICA

“En un proceso determinado, el calor entregado a unsistema es igual al trabajo que realiza el gas mas la variación de energía interna”. No se puede hallar la energía interna en un momento, esto es imposible; pero si se puede hallar la diferencia de energías internas de un momento a otro.

Q1-2 = W1-2 + U1-2
Es decir:
U= Q-W
donde:
Q1-2 = Calor entregado desde el estado (1) hasta el estado (2)
W1-2 = Trabajo realizado por el gas...