Termodinámica aplicada i

TERMODINAMICA UNIDAD I Conceptos fundamentales Punto de vista macro y microscópico. Concepto de estado, parámetros y funciones de estado. Parámetros intensivos y extensivos. Sistema y medio exterior. Equilibrio mecánico y térmico. Sistemas homogéneos y heterogéneos. Transformaciones. Ciclos. La Termodinámica estudia las transferencias y las transformaciones entre formas de la energía.Etimológicamente, estas energías son el calor y el trabajo, así como las propiedades relacionadas, pero pueden considerarse otras formas de energía. SISTEMA: El concepto de sistema se refiere a una cantidad definida de materia limitada por una superficie cerrada cuyas modificaciones o transformaciones nos interesa estudiar. Al resto del universo lo llamamos medio ambiente o medio exterior. La superficie decontrol cerrada, (real o imaginaria) se denomina límite del sistema y puede ser tal que lo aísla del medio ambiente o puede permitir el intercambio de materia y/o energía. Sistema cerrado: Es aquel del cual no entra ni sale materia a través de la superficie de control, pero sí se intercambia energía. Caso particular: sistema aislado. Es aquel que no intercambia materia y energía. El universo puedeconsiderarse como un sistema aislado Sistema abierto: Es aquel que intercambia materia y energía con el medio ambiente a través de la superficie de control. Caso particular: sistema circulante = Gasto o caudal constante Un mismo sistema natural puede presentar diferentes propiedades en el transcurso del tiempo, decimos que se presenta en estados diferentes. El estado de un sistema es la nociónsintética y cuantitativa de todas sus propiedades. Propiedades extensivas o corporales son las que dependen de la cantidad de sustancia, volumen, masa. Propiedades intensivas o sustanciales son las que no dependen de la cantidad de sustancia, presión, temperatura, densidad. Las propiedades extensivas específicas, es decir, referidas a la unidad de masa adquieren el sentido de propiedades intensivas,volumen específico, calor específico. Existen muchos sistemas naturales cuyos diversos estados de equilibrio pueden caracterizarse por los valores de cierto número de parámetros que determinan todas las propiedades y en particular la evolución probable del sistema, si su estado es perdurable. Se las denomina variables de estado o coordenadas termodinámicas y las relaciones que las vinculan funcionesde estado. El estado final estacionario de un sistema aislado se llama estado de equilibrio
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termodinámico, en dicho estado las coordenadas termodinámicas de un sistema homogéneo son las mismas en todos los puntos. Se pueden identificar tres tipos de equilibrio: a) Equilibrio térmico, temperatura uniforme. b) Equilibrio mecánico, presión uniforme c) Equilibrio químico, composición químicauniforme. Descripción macroscópica: Se requieren de pocas variables para describir el sistema, las cuales son fácilmente medibles. No se hace consideración de la materia. Descripción microscópica: Se asume que existen moléculas, se requiere de gran cantidad de variables. Variables Termodinámicas: Magnitudes macroscópicas que caracterizan al sistema a analizar Sistema homogéneo es aquel en el cuallas porciones observables tienen iguales propiedades sustanciales. En el caso contrario es inhomogéneo. La inhomogeneidad de un sistema puede ser continua o discontinua, en este segundo caso presenta superficies de discontinuidad de las propiedades ( ejemplo: hielo – agua – aire; aleación Cu Pb). El sistema se denomina heterogéneo. Inhomogeneidad continua, ejemplos: la atmósfera, líquido en el quese difunde un soluto, un cuerpo en el se produce una conducción calorífica, etc. Todas las porciones homogéneas de idénticas propiedades sustanciales separadas del resto por superficies de discontinuidad constituyen una fase del sistema. Por ejemplo una solución homogénea de agua y sal es una fase. Si hay vapor de agua tenemos otra fase (vapor), si la solución es saturada y queda un exceso de...