“Termodinámica”. Mariangely Moreno Física Instituto IACC Lunes 20 de marzo del 20!
Desarrollo 1.- ¿Qué relevancia tiene para la termodinámica y su desarrollo el que Robert Brown reportara que granos de polen suspendidos en un lquido se movan erráticamente de un lugar a otro! como si estuvieran ba"o agitaci#n constante$
Los estudios realizados "or el #otánico $o#ert %ro&n '(2!)* res"ecto al mo+imiento ,ue "resenta#an los granos de "olen sus"endidos en un medio acuoso* como en un estado de constante agitaci-n* ,ue "osteriormente lo denominaron “mo+imiento #ro&niano”* sir+i- de com"lemento a los estudios realizados "or el ísico alemán Al#ert /instein '01)* el cual iniri- a tra+s de su Teoría Cintica de la materia* ,ue estos granos de "olen esta#an sometidos a un mo+imiento de agitaci-n constante de#ido "or el mo+imiento molecular de las "artículas* dándole un undamento real a la e3istencia del mo+imiento cintico de las "artículas at-micas. %.- &'plique con sus palabras las tres leyes de la termodinámica estudiadas en la semana.
a( )rimera *ey de la +ermodinámica, Tam#in conocida como la Ley de la
Conservación de la Energía para la Termodinámica* enuncia ,ue la +ariaci-n de la energía interna* '
U
)* de un sistema cerrado es igual a la cantidad de calor ,ue
ingresa al sistema cerrado '4)* menos el tra#a5o desarrollado "or el sistema '6)* a su entorno* es decir7
U U f U i Q W =
−
=
−
b( egunda *ey de la +ermodinámica, /sta segunda ley nos indica el sentido ,ue
tienen los "rocesos termodinámicos y la inca"acidad de "oder re+ertirlos. /3"lica a,uellas e3ce"ciones a la 8rimera Ley de la Termodinámica* las cuales nos indica ,ue no son "rocesos re+ersi#les* además ,ue7 siem"re ,ue e3ista una transerencia de calor y tra#a5o* algo de la energía se • "ierde en este "roceso.
•
Conce"to de la ley cero de la termodinámica ,ue indica ,ue 2 cuer"os transerirán calor solo 9asta ,ue sus tem"eraturas se igualen.
c( +ercera *ey de la +ermodinámica, :ace reerencia a la entro"ía ;* del sistema
',ue corres"onde al grado de desorden molecular del sistema)< de#ido a ,ue al ir disminuyendo la tem"eratura a un sistema termodinámico* el mo+imiento de sus "artículas tam#in +an disminuyendo* 9asta ir ormando cristales "erectos* entonces la entro"ía nos indica si el "roceso es irre+ersi#le ;=0* - re+ersi#le* cuando la entro"ía ;>0* o im"osi#le de realizar* cuando la entro"ía ;?0. .- &'plique por qué una máquina no puede tener un rendimiento del 1//0.
@e acuerdo al enunciado de los ísicos el+inB8lanc< ,ue indica ,ue no e3iste ninguna má,uina trmica cíclica ,ue transorme todo el calor a#sor#ido "or el sistema en tra#a5o realizado< sin ,ue la energía termodinámica in+olucrada en este "roceso sea transerida 9acia el entorno* con lo cual el rendimiento de esta má,uina nunca será com"letamente de un 00 D.
.- &'plique el 2uncionamiento de un motor a combusti#n interna desde un punto de vista termodinámico.
/l uncionamiento de cual,uier motor a com#usti-n interna* desde el "unto de +ista termodinámico* sucede de#ido a una transormaci-n del ciclo de "otencia con gases "or medio de la transormaci-n de la energía ,uímica en energía mecánica* a tra+s de la com#usti-n de com#usti#les -siles en los cilindros del motor* "odemos distinguir 2 "rocesos o ciclos de com#usti-n como son7 /l ciclo de Etto y el ciclo de @iesel.
.1.- 3iclo de 4tto5 /ste sucede en los motores de ignici-n de los autom-+iles a gasolina*
"or medio de la e3"losi-n del estado gaseoso de la gasolina o lí,uidos com#usti#les +olátiles* a tra+s de una c9is"a elctrica.
)rocesos, 0 → 7 Admisi-n de los gases.
→ 27 Com"resi-n Adia#ática. 2
→
7 Aumento de la "resi-n y la
tem"eratura a +olumen constante. 3→
G7 /3"ansi-n adia#ática de los gases.
4→
7 @isminuci-n de la "resi-n y la
tem"eratura a +olumen constante. → 07 /3"ulsi-n de los gases.
.%.- 3iclo Diesel5 /ste ciclo sucede "ara +e9ículos de mayor en+ergadura como los
camiones* #uses* y má,uinas de "otencia* a tra+s de los motores de com"resi-n )rocesos,
0
→ → 2→
7 Admisi-n de los gases. 27 Com"resi-n Adia#ática. 7 Inyecci-n del com#usti#le* a
"resi-n constante. 3→
G7 /3"ansi-n adia#ática de los gases.
4→
7 @isminuci-n de la "resi-n y la
tem"eratura a +olumen constante.
→
07 /3"ulsi-n de los gases.
6.- &'plique la siguiente 2rase, 78o e'iste ning9n procedimiento que en la e'periencia de :oule permita en2riar el calormetro y levantar las pesas de modo que todo vuelva al estado inicial;.
/sta rase* nos indica ,ue se cum"le ca#almente la ;egunda Ley de la Termodinámica* de#ido a ,ue es im"osi#le con+ertir todo el calor generado en tra#a5o realizado* ya ,ue algo de energía cal-rica se "ierde en el "roceso.
%i#liograía • •
IACC '202). Termodinámica. ;emana H. $ecursos adicionales. ;emana H.