Termodinamica

Apuntes de termodinámica elemental
E. Barrull, 1994.
ebarrull@biopsychology.org
 
Introducción
Conceptos y definiciones fundamentales

Definición de sistema, entorno y universo
Sistemas aislados, cerrados y abiertos
Propiedades microscópicas y macroscópicas de un sistema
Sistema termodinámico
Estado de un sistema y sus transformaciones
Concepto de transformación: estado inicial y estadofinal, transformación infinitesimal
Transformaciones reversibles e irreversibles
Equilibrio termodinámico
Reversibilidad
Noción de deposito
El primer principio de la termodinámica

Energía
Primera ley de la termodinámica
Formas de intercambio de energía sistema-entorno
Trabajo


Trabajo mecánico
Trabajo de expansión
Trabajo eléctrico
Unidades de trabajo

Calor


depósito de calor
El segundoprincipio de la termodinámica

Entropía
Segunda ley de la termodinámica
Motores y bombas térmicas


Eficiencia térmica

Interpretación física de la entropía y del segundo principio
Noción de complexión y configuración de un sistema
Interpretación estadística de la entropía de un sistema
Transformaciones naturales, antinaturales y reversibles


Sistema aislado
Funciones termodinámicascaracterísticas

Entalpía
Termodinámica formal

Postulado I
Postulado II
Postulado III
Postulado IV
Parámetros intensivos
Bibliografía
 
Introducción
[La termodinámica se ocupa de la energía y sus transformaciones en los sistemas desde un punto de vista macroscópico. Sus leyes son restricciones generales que la naturaleza impone en todas esas transformaciones. (Abbott y Vanness, 1)]
[La termodinámica esuna teoría de una gran generalidad, aplicable a sistemas de estructura muy elaborada con todas las formas de propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas complejas. Puesto que la termodinámica se focaliza en las propiedades térmicas, es conveniente idealizar y simplificar las propiedades mecánicas y eléctricas de los sistemas que estudiaremos... En nuestro estudio de la termodinámicaidealizaremos nuestros sistemas para que sus propiedades mecánicas y eléctricas sean lo más triviales posibles. Cuando el contenido esencial de la termodinámica haya sido desarrollado, será una cuestión simple extender el análisis a sistemas con estructuras mecánicas y eléctricas relativamente complejas. La cuestión esencial es señalar que las restricciones en los tipos de sistemas considerados no sonlimitaciones básicas sobre la generalidad de la teoría termodinámica, y sólo se adoptan meramente para la simplificación expositiva. Restringiremos (temporalmente) nuestra atención a sistemas simples, definidos como sistemas que son macroscópicamente homogéneos, isotrópicos, y desprovistos de carga eléctrica, que son lo suficientemente grandes para que los efectos de frontera puedan ser ignorados, y queno se encuentran bajo la acción de campos eléctricos, magnéticos o gravitacionales. (Callen, 9)]
[El sistema termodinámico más simple se compone de una masa fija de un fluido isotrópico puro no influenciado por reacciones químicas o campos externos. Tales sistemas se caracterizan por las tres coordenadas mensurables: presión P, volumen V y temperatura T y se llaman sistemas PVT. (Abbott yVanness, 3)]
 
Conceptos y definiciones fundamentales
Definición de sistema, entorno y universo
[Un sistema puede ser cualquier objeto, cualquier cantidad de materia, cualquier región del espacio, etc., seleccionado para estudiarlo y aislarlo (mentalmente) de todo lo demás, lo cual se convierte entonces en el entorno del sistema. (Abbott y Vanness, 1)]
El sistema y su entorno forman el universo.
[Laenvoltura imaginaria que encierra un sistema y lo separa de sus inmediaciones (entorno) se llama frontera del sistema y puede pensarse que tiene propiedades especiales que sirven para: a) aislar el sistema de su entorno o para b) permitir la interacción de un modo específico entre el sistema y su ambiente. (Abbott y Vannes, 1)]
[Llamamos sistema, o medio interior, la porción del espacio...