Termodinamica

Instituto Tecnológico de Tijuana

Subdirección Académica
Departamento de Sistemas y Computación
Agosto - Diciembre 2012

Ingeniería en Sistemas Computacionales

Física General
6SC4B
Prof. María Eugenia Bermúdez Jiménez
Investigación Unidad 4 Termodinámica
* González Reyes Rebeca Abigail
* López Barajas Jesús Manuel
* Romero Barrón Jesús Enrique

Tijuana, B.C., Noviembredel 2012
Contenido
1. Termodinámica 1
2. Conceptos básicos 2
3. Escalas de temperatura 4
a. Escala Celsius 4
b. Escala Fahrenheit 4
c. Escala Kelvin 4
d. Como convertir temperaturas 5
i. °C a °F 5
ii. °F a °C 5
iii. K a °C 5
iv. °C a K 5
v. °F a K 5
vi. K a °F 5
4. Capacidad Calorífica 5
a. Medidas 6
i. Colectores térmicos solares 6
ii.Aplicaciones 6
iii. Problema 7
5. Calor especifico 7
a. Calor especifico a volumen constante 7
b. Calor especifico a presión constante 8

1. Termodinámica
Los sistemas físicos que encontramos en la Naturaleza consisten en un agregado de un número muy grande de átomos.
La materia está en uno de los tres estados: sólido, líquido o gas: En los sólidos, las posiciones relativas (distancia yorientación) de los átomos o moléculas son fijas. En los líquidos, las distancias entre las moléculas son fijas, pero su orientación relativa cambia continuamente. En los gases, las distancias entre moléculas, son en general, mucho más grandes que las dimensiones de las mismas. Las fuerzas entre las moléculas son muy débiles y se manifiestan principalmente en el momento en el que chocan. Por estarazón, los gases son más fáciles de describir que los sólidos y que los líquidos.

La termodinámica (del griego θερμo, termo , que significa «calor» y δύναμις, dínamis, que significa «fuerza») es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales,sin modelizar y sigue un método experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial químico; otras magnitudes tales como la imanación, la fuerza electromotriz ylas asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también pueden ser tratadas por medio de la termodinámica.
2. Conceptos básicos
Denominamos estado de equilibrio de un sistema cuando las variables macroscópicas presión  P, volumen V, y temperatura T, no cambian. El estado de equilibrio es dinámico en el sentido de que los constituyentes del sistema se mueven continuamente.

Sedenomina ecuación de estado a la relación que existe entre las variables P, V, y T. La ecuación de estado más sencilla es la de un gas ideal pV=nRT, donde n representa el número de moles, y R la constante de los gases R=0.082 atm·l/(K mol)=8.3143 J/(K mol).

Se denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienenenergía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura.

El calor
El calor no es una nueva forma de energía, es el nombre dado a una transferencia de energía de tipo especial en el que intervienen gran número de partículas. Se denomina calor a la energía intercambiada entre un sistema y el medio que le rodeadebido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y siempre que no pueda expresarse macroscópicamente como producto de fuerza por desplazamiento.
Se debe distinguir también entre los conceptos de calor y energía interna de una sustancia. El flujo de calor es una transferencia de energía que se lleva a cabo como consecuencia de las diferencias de temperatura. La...