TEMA 6 TERMODINAMICA
LA TERMODINAMICA
La termodinámica es la rama de la física que estudia los efectos de los cambios de temperatura, presión y volumen de un sistema físico (un material, un líquido, un conjunto de cuerpos) etc.
La raíz "termo" significa calor y dinámica se refiere al movimiento, por lo que la termodinámica estudia el movimiento del calor en un cuerpo. La materia está compuesta por diferentes partículas que se mueven de manera desordenada.
La importancia práctica radica fundamentalmente en la diversidad de fenómenos físicos que describe. En consecuencia, el conocimiento de esta diversidad ha derivado haca una enorme productividad tecnológica.
¿QUE ESTUDIALA TERMODINAMICA?
En la termodinámica se estudian y clasifican las interacciones entre diversos sistemas termodinámicos.
Un sistema termodinámico se caracteriza por sus propiedades, relacionadas entre sí mediante las ecuaciones de estado. Estas se pueden combinar para expresar la energía interna y los potenciales termodinámicos, útiles para determinar las condiciones de equilibrio entre sistemas, los procesos espontáneos y el intercambio de energía con su entorno.
Los principales elementos que tenemos para su estudio son:
- Las leyes de la termodinámica: Estas leyes definen la forma en que la energía puede ser intercambiada entre sistemas físicos en forma de calor o trabajo.
- La entropía: La entropía es una magnitud que define el desorden en que se mueven las partículas internas que forman la materia, es decir, la energía cinética que tienen las partículas que componen un cuerpo.
- La entalpía: La 1º ley de la termodinámica, en función de la entalpía, adopta la forma dQ = dH - Vdp, es decir, la cantidad de calor suministrada a un sistema es utilizada para aumentar la entalpía y hacer un trabajo externo
Con estas herramientas, la termodinámica describe cómo los sistemas responden a los cambios en su entorno. A menudo, este estudio se aplica a los gases ideales.
¿QUE SON LOS GASES IDEALES?
Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio, que no interactúan entre sí, es decir, las partículas que lo componen no intercambian energía.
La ley de los gases ideales es una ecuación de estado simplificada de un gas hipotético formado por partículas sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos
En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comporta en forma cualitativa como un gas ideal.
Un gas hipotético esta formado por partículas puntuales sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son choques son perfectamente elásticos. La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal
TRANSFORMACIONES
ISÓCORA O VOLUMEN CONSTANTE
No hay variación
de volumen de gas
W=0
Q=ncv (TB-TA)
Donde CV es el calor especifico a nivel constante
ISOTERMA O A TEMPERATURA CONSTANTE
Donde el exponente de V se denomina índice adiabático γ del gas ideal
Si A y B son los estados inicial y final de una transformación adiabática se cumple que
Para calcular el trabajo, es necesario efectuar una integración similar a la transformación isoterma.
El trabajo es igual a la variación de energía interna cambiada de signo
Si Q=0, entonces W=-ΔU=-ncV(TB-TA)
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