Termodinamica

TERMODINÁMICA
La termodinámica trata acerca de la transformación de energía térmica en energía mecánica y el proceso inverso de trabajo en calor. Puesto que casi toda la energía disponible de la materia se libera en forma de calor, resulta fácil advertir por que el término dinámico juega un papel tan importante en la ciencia y la tecnología.
CALOR Y TRABAJO
Se ha establecido con claridad laequivalencia del calor y el trabajo como dos formas de energía.
El calor, implica una transferencia de energía; empero, hay una distinción muy importante entre ambos términos. En mecánica se define el trabajo como una cantidad escalar, igual en magnitud al producto de la fuerza por el desplazamiento. La temperatura no juega ningún papel en esta definición. El calor, por otro lado, es la energíaque fluye desde un cuerpo hasta otro debido a una diferencia en temperatura. Esta última es una condición necesaria para que se lleve a cabo de la misma forma que el desplazamiento es la condición necesaria para que se realice y trabaje.
Reconocer que tanto el calor como el trabajo representan cambios, los cuales ocurren en un proceso dado, y generalmente en un proceso dado y generalmenteacompañada de un cambio en energía interna.
FUNCIÓN DE LA ENERGÍA INTERNA
Un sistema está en equilibrio termodinámico si no hay una fuerza resultante que actué sobre el sistema y si la temperatura de este es la misma de sus alrededores. Esta condición requiere que no se realice trabajo sobre o por el sistema y que no haya un intercambio de calor entre este y sus alrededores.
El sistema tiene unaenergía interna definida U. su estado termodinámico puede describirse con tres coordenadas:
1. Su presión
2. Su volumen V,
3. Su temperatura T

Siempre que el sistema absorba o libere energía, ya sea en forma de calor o trabajo, se alcanzara un nuevo estado de equilibrio, de modo que sea energía se conserva.

________> final 2 y esta de nuevo en equilibrio, con una energía internafinal U2. Sus nuevas coordenadas termodinámicas son (P2,V2,T2).
Si ha de conservarse la energía, el cambio en energía interna
∆U= U2- U1
Debe de representar la difuncia entre calor ∆Q neto absorbido por el sistema y el trabajo neto ∆W realizada por el mismo sobre sus alrededores.
∆U=∆Q-∆W (21-1)
Por lo tanto, el cambio de energia interna se define únicamente en termino decantidades mensurable sde calor y trabajo. La ecuación (21-1) establece la existencia de una función de energia interna que se determina por las coordenamicas termodinámicas de un sistema. Su valor en el estado final menos su valor en el estado inicial representa el cambio de energia del sistema.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
La primera ley de la termodinámica es simplemente postular elprincipio de la conservación de la energía:
“La energía no puede crearse ni destruirse, solo transformarse de una forma a otra”

Al aplicarse esta ley a un proceso termodinámico de la ecuación:

∆Q=∆W+∆U

La ecuación representa el postulado matemático de la primera ley de la termodinámica que se enuncia.

“En cualquier proceso termodinámico, el calor neto absorbido por un sistema es igual ala suma equivalente térmico del trabajo realizado por él y el cambio en su energía interna.”

Ejemplo

En cierto proceso, un sistema absorbe 400 calorías de calor y al mismo tiempo efectúa un trabajo de 80 J sobre sus alrededores. ¿Cuál es el aumento de la energía interna del sistema?
Solución: aplicando la primera ley se obtiene
∆U= ∆Q-∆W
=400 Cal-80 J 1 cal4.186 J
=400 Cal-19.1cal=380.9 cal


Los 400 cal de energía térmica de entrada se emplean para realizar 19.1 cal de trabajo.

SEGUNDA LEY DE KA TERMODINAMICA

La segunda ley de la termodinámica pone restricciones a la posibilidad de satisfacer la primera ley de la termodinámica, ya que señala que en todo proceso hay una perdida de energía debido a las fuerzas de rozamiento u otras fuerzas disipadas.
No puede...