Termodinamica

UNIVERSIDAD DE CHILE Departamento de F´ ısica Facultad de Ciencias ˜ n Las Palmeras 3425, Nu˜oa Santiago de Chile

Apuntes de un curso de ´ Termodinamica

RODRIGO FERRER P.

Editores : Felipe Gonz´lez a Roberto Navarro
A L TEX

Contenidos
I Principios Generales de la Termodin´mica Cl´sica a a
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1. POSTULADOS Y CONDICIONES DE EQUILIBRIO 1.1. Introducci´n . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 1.2. Energ´ Interna U . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıa 1.2.1. Manipulaci´n de los sistemas termodin´micos . . . . . . o a 1.2.2. La energ´ U es medible y controlable . . . . . . . . . . . ıa 1.3. Unidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4. Par´metros Extensivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . a 1.5. Segundo postulado. Entrop´ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ıa 1.6. Relaci´n Fundamental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o ´ 1.6.1. CONSECUENCIAS MATEMATICAS . . . . . . . . . . 1.7. Ecuaciones de Estado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7.1. De las Ecuaciones de Estado a la Ecuaci´n Fundamental o 1.8. Concepto de Temperatura . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 1.8.1. ¿De d´nde a d´nde fluye el calor? . . . . . . . . . . . . . o o 1.9. Equilibrio Mec´nico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a
´ 2. GAS IDEAL MONOATOMICO 2.1. Propiedades del Gas Ideal Monoat´mico . . . . . . . . . o 2.2. Expansi´n adiab´tica contra el vac´ . . . . . . . . . . . o a ıo 2.3. Relaci´n de Euler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.4.Relaci´n de Gibbs-Duhem . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.5. De las Ecuaciones de Estado a la Ecuaci´n Fundamental o 2.6. Temperatura del Gas Ideal . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3. CALORES ESPEC´ IFICOS 3.1. Dos tipos de calores espec´ ıficos y capacidades cal´ricas o 3.2. Capacidades Cal´ricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 3.3. Relaciones Entre los Calores Espec´ ıficos . . . . . . . . . 3.4. Problemas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1. Equilibrio frente al flujo de materia . . . . . . . 3.4.2. Variaci´n de la temperatura en laatm´sfera . . o o 3.4.3. Experimento de R¨chardt (1929) . . . . . . . . u 3.4.4. Cambios de temperatura . . . . . . . . . . . . . 3.4.5. Pistones M´viles . . . . . . . . . . . . . . . . . o

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CONTENIDOS

4. PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES 67 4.1. Procesos Quasi-Est´ticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 a 4.2. Definici´n de Reversibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 o 4.2.1.Cambios reversibles e irreversibles de temperatura. . . . . . . . . . . . . . . 69
´ 5. CICLOS TERMODINAMICOS 5.1. Ciclo de Carnot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Ciclo de Carnot con Entrop´ versus la Temperatura. ıa 5.3. Ciclo de Carnot con la Presi´n versus el Volumen. . . o 5.4. Ciclo de Joule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5. Ciclo de Otto . . . . . . . . . . . ....