Unidad 2: sistemas termidonámicos

UNIDAD 2: TERMODINAMICA.
*SISTEMAS TERMODINAMICOS*
TERMODINAMICA: rama de la física que estudia el calor, y su transformación en energía mecánica.
La importancia del calor para el ser humano se ha registrado en todas las épocas. Sin embargo, es en el siglo XVIII cuando se inventan maquinas que convierten la energía térmica en trabajo mecánico. La primera fue la MAQUINA DE VAPOR.
Latermodinámica estudia las transformaciones físicas y químicas de la materia o en otras palabras se encarga de estudiar la transformación de la energía térmica en energía mecánica, así como el proceso inverso, la conversión de trabajo en calor.
TEMPERATURA Y CALOR
La temperatura es una medida relativa o indicativa de lo caliente o frio. La medición de la temperatura indica cuanto mas caliente o frio estaun objeto respecto a otro.
La temperatura se mide con dispositivos llamados termómetros.
Las escalas de temperatura Celsius y Fahrenheit se construyeron tomando en cuenta dos puntos de referencia: la congelación y la ebullición del agua. La relación entre las escalas se da por la ecuación:
Tf= 95Tc+32
Donde:
Tf: Grados Fahrenheit
Tc: Grados Celsius.

En 1702 Guillaume Amontonsdescubrió que si se mantiene constante el volumen de un gas, al disminuir su temperatura la presión del gas disminuye en forma lineal hasta que este se licua y el proceso termina repentinamente. De la misma manera, si la presión se mantiene constante, al disminuir la temperatura el volumen del gas se contrae en forma lineal y tiende al volumen cero. En ambos, el límite de temperatura fue de -273.15° C.A este valor de temperatura se le llamo cero absoluto. En 1848, William Thompson (Lord Kelvin), propuso la escala de temperatura absoluta en la que el cero absoluto es el límite inferior de temperatura, su unidad es el Kelvin (k), y el tamaño del grado en la escala Kelvin, es igual al tamaño del grado en la escala Celsius, por tanto…
Tc= Tk-273.15
EQUILIBRIO TERMICO: Dos o más objetos osustancias que están en contacto térmico logran equilibrio térmico cuando logran la misma temperatura.
En el momento en que ya no existe intercambio de energía, decimos que hay un equilibrio térmico.
LEY CERO DE LA TERMODINAMICA: si dos objetos, A y B, considerados por separado, están en equilibrio térmico con un tercer objeto, C (un termómetro), entonces A y B están en equilibrio térmico entresí.
La energía interna: es la energía asociada a los componentes microscópicos del objeto o sistema (átomos y moléculas) y esta constituido por la energía potencial de las moléculas debido a las fuerzas intermoleculares (energía de enlace) y a la energía cinética generada por el movimiento traslacional, vibraciones lineales y rotacionales de las moléculas. Así la energía interna de un objeto es lasuma de la energía térmica y la energía de enlace.



Vibración Lineal
Vibración Rotacional.
Mov. Traslacional
El calor describe la energía transferida de un objeto a otro debido a la diferencia de temperatura entre ellos.
El calor es un mecanismo mediante el cual la energía se transfiere entre un objeto osustancia y su entorno, como consecuencia de una diferencia de temperatura entre ellos. También es la unidad de energía (Q) transferida a través de este mecanismo
La unidad de calor es la caloría (cal) y se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua, un grado Celsius. El equivalente mecánico al calor es la cantidad de joules (J) que corresponden ala caloría, es decir, 1 cal= 4.18 joules.
Cuando se habla del valor energético de los alimentos se dicen que son kilocalorías.
Ejercicio: Convertir 2300 calorías en unidades de trabajo mecánico.


TRABAJO EN LOS PROCESOS TERMODINAMICOS:
SISTEMA: Cantidad bien definida de materia encerrada entre limites reales o imaginarios.
* ABIERTO: si la masa se puede transferir hacia...