ENSAYO TEMA
: TERMODINÁMICA
AUTOR
:
INTRODUCCION La concepción de las leyes científicas que dan explicación a los fenómenos que rucien los devenires del universo no pudo haberse alcanzado sin los razonamientos teóricos que las precedieron. Es por ello que, para nuestro particular interés, la definición conceptual del vocabulario específico permitirá construir, en primera instancia conocimiento básico que nos facultará para el desarrollo de los fundamentos de la termodinámica.
Contenido
INTRODUCCION ............................................................................................................................. 1 Propiedades de un sistema ........................................................................................................... 3 Energía........................................................................................................................................... 5 Temperatura y Ley cero de la Termodinámica ............................................................................. 6 Primera Ley de la termodinámica ................................................................................................ 6 SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA........................................................................................ 7 CONCLUSIÓN ................................................................................................................................. 7 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................ 7
DESARROLLO El concepto termodinámica que deriva de las palabras griegas
therme
(calor) y dynamis (fuerza), encierra de manera muy amplia los conceptos de enegia
(como calor y trabajo) y el intercambio de
estas
entre sistemas.
Englobando sus transformaciones y las relaciones entre las propiedades de la materia.
Ahora bien ¿Qué es un sistema? Es la cantidad de materia o región en el espacio que se considera
para análisis de un sistema
termodinámico
delimitado por su superficie real o imaginaria llamada frontera. Y donde aquella materia o región ajena al sistema se denomina alrededor o ambiente. Bajo estas consideraciones iníciales, podremos considerar la existencia del sistema cerrados o abiertos.
Un sistema cerrado está constituido por una cantidad fija de materia. Donde no
se
produce
intercambio
entre
el
sistema
y
sus
alrededores
o
recíprocamente. Pero la energía, en forma de calor o trabajo puede cruzar la frontera. En el caso contrario cuando se impide la transferencia de energía se considera al sistema cerrado como un sistema aislado. En un sistema abierto tanto la masa como la energía pueden cruzar la frontera, esta representa problemas de aplicación típicos en ingeniería. Ejemplos claros de sistemas abiertos resultan ser compresores, turbinas y toberas.
Propiedades de un sistema Las características inherentes típicas de un sistema son la temperatura T, presión P, volumen V y masa m. se considera que las propiedades son intensivas o extensivas. Las propiedades intensivas no dependen de la
masa del sistema y suelen denotarse con letras minúsculas, las propiedades extensivas están directamente relacionadas con el tamaño del sistema, y pueden convertirse estas mismas en propiedades intensivas al dividirlas entre volumen o masa.
Son excepción de la masa, se expresan con letras
mayúsculas.
Todas las propiedades pueden ser
medidas o calculadas al margen del
sistema y estas mismas describen sus condiciones o estado. ( Su vez el estado termodinámico de los sistemas está dado por los valores de las variables. La interacción entre los sistemas, debidamente define sistema
designado como proceso, se
como el mecanismo que produce cambios macroscópicos en un que
permanece
un
estado
equilibrio,
donde los estados
intermedios se llama trayectoria. Estos cambios dependerán de los estados inicial y final del sistema. La termodinámica en general bajo los anteriores conceptos de sistemas) trata con estados de equilibrio. Y hablamos de un estado de equilibrio cuando un proceso se desarrolla de tal, manera que los valores de las variables cambian tan solo infinitesimalmente pero además los estados intermedios son estados de equilibrio. Bajo esta referencia, se consideran dos tipos de procesos cuasiestáticos y no cuasiestáticos.
Los procesos cuasiestáticos son aquellos donde la diferencial (es decir el cambio&) de los valores de las variables es próxima a cero y donde además puede considerarse que el proceso acece tan lentamente que permite al sistema adecuarse internamente al cambio. Los procesos cuasiestáticos, a su vez se subdividen en procesos reversibles e irreversibles.
Dentro de los procesos irreversibles encontramos tres casos de particular intereses en esta aproximación inicial a la termodinámica: los procesos
isobáricos,
isotermiicos
e
isocóricos.
El
prefijo iso
se usa para designar que las cosas permanecen iguales; no existen cambios. Entonces decimos que los procesos donde la presión, la temperatura y el volumen permanecen constantes, respectivamente
Antes de continuar5 con las leyes formales de la termodinámica, es trascendental
establecer diferencias
ente
los
conceptos y
definirlos
formalmente. Hasta el momento hemos hablado, tan solo empericamente de conceptos
tales como temperatura, presión energía peri es
menester
comprender, bajo las leyes naturales estos términos.
Energía La energía se define como la capacidad para hacer trabajo. Existen diversos tipos de energía entre las que destacaremos la calorífica, la energía interna, energía cinética y energía térmica. Energía interna (U) aquella energía inherente a un sistema, e incluye a las energias química y térmica. Calor (Q): Interacción de tipo energía entre un sistema y sus alrededores como consecuencias de la diferencia de temperatura entre ellos.
Energía térmica: aquella que depende del movimiento aleatorio de las partículas que componen a un sistema.
Temperatura y Ley cero de la Termodinámica Para comprender a cabalidad el concepto de temperatura, tendremos que valernos de la llamada ley cero de la termodinámica que establece que si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio térmico entre sí.
Bajo la anterior consideración, sí el tercer cuerpo del sistema se reemplaza por un termómetro, la ley cero podría reescribirse como: Existe una cantidad escalar, llamada temperatura, que es una propiedad de todos los sistemas termodinámicos (en estados de equilibrio) tal que la igualdad de las temperaturas es una condición necesaria y suficiente para que exista el equilibrio térmico. (1)
En un sentido más plausible la temperatura puede precisarse como la medida de la energía del movimiento aleatorio de las partículas que componen un sistema. El movimiento de las partículas involucra tres tipos de energía: la de traslación, de rotación y vibración. El estado físico del sistema donde no existe ningún tipo de movimiento se conoce como cero absoluto
Primera Ley de la termodinámica La primera ley de la termodinámica tiene como fundamento a la ley de la conservación de la energía que establece:
“La energía no se crea ni se
destruye3 sólo se transforma”. Ningún sistema termodinámico conocido viola la ley
= −
Cambio en la energía interna en el sistema = Calor agregado (Q) – Trabajo Efectuado por el sistema (W)
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA La segunda ley establece que los procesos termodinámicos ocurren en una sola dirección y no en la contraria3 aunque esto presuponga una contradicción a la primera ley resulta ser un vacio científico de esta, algo que en realidad sucede. Pensemos: si se acerca un objeto caliente a uno frío, el calor pasa del caliente al frío y nunca al
revés no existe pues la reversibilidad en los
proceso. La segunda ley afirma además que la energía tiene calidad así como cantidad. Este par de consideraciones son de trascendental importancia en los experimentos ingenieriles, en el cálculo de los límites teóricos en el desempeño de sistemas de refrigeración y maquinaria calorífica.
CONCLUSIÓN son la exposición de este conjunto de consideraciones, que abarcó partes axiomáticas
y
leyes comprobadas se sientan las bases que han de posibilitar la descripción d el comportamiento
de los sistemas termodinámicos deseados, así como el
cálculo de variables que encierran los sistemas, sus interacciones y cambios.
BIBLIOGRAFIA
Cengel Yunus A. Michael A. Boles. (2011), Introducción y conceptos Basicos Termodinamica (1-50)Estados Unidos: Me Graw Hill.
Montiel Piña, Enrique. Ensayo sobre la temperatura, medida de la temperatura y la escala de temperatura del gas ideal (2-7)
