Tarea N°6 Rodolfo Andres Torres Gonzalez Física Instituto IACC 15-03-2017
Desarrollo
Pregunta 1 ¿Qué relevancia tiene para la termodinámica y su desarrollo el que Robert Brown reportara que granos de polen suspendidos en un líquido se movían erráticamente de un lugar a otro, como si estuvieran bajo agitación constante?
Los estudios realizados por el botánico Robert Brown (1827), respecto al movimiento que presentaban los granos de polen suspendidos en un medio acuoso, como en un estado de constante constante agitación, que posteriormente lo denominaron “movimiento browniano”, sirvió de complemento a los estudios realizados realizados por el físico alemán alemán Albert Einstein (1905), el el cual infirió a través de su Teoría Cinética de la materia, que estos granos de polen estaban sometidos a un movimiento de agitación constante debido por el movimiento molecular de las partículas, dándole un fundamento real a la existencia del movimiento cinético de las partículas atómicas.
Pregunta 2 Explique con sus palabras las tres leyes ley es de la termodinámica estudiadas en la semana. Primera Ley de la Termodinámica: También conocida como la Ley de la Conservación de la
Energía para la Termodinámica, enuncia que la variación de la energía interna, ( ), de un sistema cerrado es igual a la cantidad de d e calor que ingresa al sistema cerrado (Q), menos el trabajo desarrollado por el sistema (W), a su entorno, es decir:
= − = −
Segunda Ley de la Termodinámica: Esta segunda ley nos indica el sentido que tienen los
procesos termodinámicos y la incapacidad de poder revertirlos. Explica aquellas excepciones a la Primera Ley de la Termodinámica, las cuales nos indica que no son procesos reversibles, además que: siempre que exista una transferencia de calor y trabajo, algo de la energía se pierde en este proceso. Concepto de la ley cero de la termodinámica que indica que 2 cuerpos transferirán calor solo hasta que sus temperaturas se igualen.
Tercera Ley de la Termodinámica: Hace referencia a la entropía S, del sistema (que
corresponde al grado de desorden molecular del sistema); debido a que al ir disminuyendo la temperatura a un sistema termodinámico, el movimiento de sus partículas también van disminuyendo, hasta ir formando cristales perfectos, entonces la entropía n os indica si el proceso es irreversible S>0, ó reversible, cuando la entropía S=0, o imposible de realizar, cuando la entropía S<0.
Pregunta 3 Explique por qué una máquina no puede tener un rendimiento del 100%.
De acuerdo al enunciado de los físicos Kelvin-Planck; que indica que no existe ninguna máquina térmica cíclica que transforme todo el calor absorbido por el sistema en trabajo realizado; sin que la energía termodinámica involucrada en este proceso p roceso sea transferida hacia el entorno, con lo cual el rendimiento de esta máquina nunca será completamente de un 100 %.
Pregunta 4 Explique el funcionamiento de un motor a combustión interna desde un punto de vista termodinámica.
El funcionamiento de cualquier motor a combustión combu stión interna, desde el punto de vista termodinámico, sucede debido a una transformación del ciclo de potencia con gases por medio de la transformación de la energía química en energía mecánica, a través de la combustión de combustibles fósiles en los cilindros del motor, podemos distinguir 2 procesos o ciclos de combustión como son: El ciclo de Otto y el ciclo de Diesel. 4.1.- Ciclo de Otto; Este sucede en los motores de ignición de los automóviles automóvi les a gasolina, por medio de la explosión del estado gaseoso de la gasolina o líquidos combustibles volátiles, a través de una chispa eléctrica.
Procesos: 0 → 1: Admisión de los gases. 1 → 2: Compresión Adiabática.
2 → 3: Aumento de la presión y la temperatura a volumen constante.
3 → 4: Expansión adiabática de los gases. 4 → 1: Disminución de la presión y la temperatura a volumen constante. 1 → 0: Expulsión de los gases.
4.2.- Ciclo Diesel; Este ciclo sucede para vehículos de mayor envergadura como los camiones, buses, y máquinas de potencia, a través de los motores de compresión
Procesos: 0 → 1: Admisión de los gases. 1 → 2: Compresión Adiabática.
2 → 3: Inyección del combustible, a presión constante.
3 → 4: Expansión adiabática de los gases. 4 → 1: Disminución de la presión y la temperatura a volumen constante. 1 → 0: Expulsión de los gases.
Pregunta 5 Explique la siguiente frase: “No existe ningún procedimiento que en la experiencia de Joule permita enfriar el calorímetro y levantar las pesas de modo que todo vuelva al estado inicial”.
Esta frase, nos indica que se cumple cabalmente la Segunda Ley de la Termodinámica, debido a que es imposible convertir todo el calor generado en trabajo realizado, ya que algo de energía calórica se pierde en el proceso. Bibliografía
Bibliografía
IACC (2012). Termodinámica . Semana 6. Recursos adicionales: a. http://www.walter‐fendt.de/ph14s/gaslaw_s.htm b. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/atmosfera/atmosfera.html c. http://www.sc.ehu.e http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/late s/sbweb/fisica/estadistica/otros/latente1/latente1.htm nte1/latente1.htm d. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/otros/cero/cero.htm e. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/adiabatico/adiabatico.htm f. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/carnot/carnot.htm g. http://www.sc.ehu. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/estadistica/term es/sbweb/fisica_/estadistica/termodinamica/termo1/termo1.x odinamica/termo1/termo1.xhtml html
