ensayo sobre formalismo termodinamico y relaciones termodinamicas

1. República Bolivariana de Venezuela.
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior.
Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño.
Extensión Barinas.
Ensayo sobre:
Formalismo Termodinámico y
Relaciones Termodinámicas.
Alumna:
#Crisbel Bernal.
C.I.23.559.020.

2. Barinas, Agosto del 2016.
Ensayo sobre > Formalismo Termodinámico y Relaciones Termodinámicas.
El formalismo termodinámico fue desarrollado para la descripción de los fenómenos de
adsorción, que se basan en el concepto de equilibrio y en el modelo de la superficie divisora
de Gibbs, el modelo de Gibbs tiene ventajas importantes, un formalismo simple que considera
la capa adsorbida como una fase, también exhibe algunos detalles como: la utilización de
cantidades de exceso relativas cuyo fin puede ser difícil de entender, esencialmente cuando se
intentan relacionar estas magnitudes con las cantidades adsorbidas en la interfass.
Por otro lado las Relaciones de Maxwell son un conjunto de
ecuaciones termodinámicas que se derivan del Teorema de Clairaut, igual conocido como
teorema de Schwarz o teorema de la igualdad de las derivadas cruzadas o segundas derivadas
y de las definiciones de los potenciales termodinámicos. Estas relaciones se denominan así
por el físico del siglo XIX James Clerk Maxwell .La base de las relaciones de Maxwell es una
declaración de igualdad entre las segundas derivadas para funciones continuas. A partir del
hecho que el orden de diferenciación de una función analítica de dos variables es irrelevante
Las cuatro relaciones más comunes de Maxwell son las igualdades de las segundas derivadas,
de cada uno de los cuatro potenciales termodinámicos, con respecto a sus variables naturales
térmicas (temperatura T; o entropía S) y sus variables naturales mecánicas (presión P;
o volumen V) La utilidad de estas relaciones se encuentra en cuantificar los cambios de
entropía, que no son medibles directamente, en términos de cantidades medibles como la
temperatura, el volumen y la presión. La ecuaciones TDS son resultados detallados de la
Termodinámica pues relacionan variaciones de magnitudes termodinámicas y no las propias
magnitudes, estas ecuaciones son válidas para todos los sistemas termodinámicos, en si
permiten efectuar cálculos cuando solo se conozcan los coeficientes térmicos y capacidades
caloríficas. La compatibilidad de las ecuaciones de estado, habiendo mencionado
anteriormente las relaciones anteriores, aseguran la compatibilidad de las ecuaciones térmica,
energética y entrópica de estado para un mismo sistema. Estas relaciones son completamente
generales: son aceptables para todos los sistemas termodinámicos en equilibrio descritos por
las variables. Una aplicación resaltante de la Termodinámica es el estudio de ciclos
Termodinámicos, algunos de los cuales ya se han tratado en la sección anterior claramente! El
otro Diagramas entropıa-temperatura El diagrama TS tiene varias propiedades interesantes
que lo hacen útil para visualizar procesos y ciclos es muy empleado, pues el área encerrada
por el ciclo o bajo la curva representa los calores intercambiados, Este es el
llamado diagrama, en el cual se sitúa la entropía en el eje de abscisas y la temperatura en el
de ordenadas. A menudo en lugar de la entropía, como propiedad extensiva, se aplica la
entropía específica (por unidad de masa o por mol) como variable en el eje de abscisas. En un
diagrama T-S un ciclo de Carnot queda representado por dos horizontales (isotermas) y dos

3. verticales (isentrópicas). Por lo tanto un ciclo de Carnot es un rectángulo, de paso el área
encerrada dentro de un ciclo (o bajo la curva) representa los calores intercambiados con el
exterior o en cada evolución. Lo anterior se debe a que si la evolución es reversible, se cumple
que dQ = T·dS.
Relaciones termodinámicas > propiedades termodinámicas básicas: se sabe que la primera
y segunda ley se definieron conceptualmente tanto la energía interna, (u) como la entropía,
estas son propiedades extensivas y sus unidades serán de las mismas de la energía, La
temperatura a la cual se refieren estas definiciones es la temperatura del sistema, en cambio
estas sí son propiedades termodinámicas y funciones de estado. De la medición del calor
requerido para elevar la temperatura de un cuerpo se definen los calores específicos: las
matemáticas de las funciones de estado > esta es una magnitud física macroscópica
conocida por el estado de un sistema en equilibrio, y que no depende de la forma en que el
sistema llegó a dicho estado ya que un sistema termodinámico en equilibrio puede escogerse
un número finito de variables de estado, tal que sus valores determinan unívocamente el
estado del sistema. Esta función sólo depende del estado termodinámico actual en que se
encuentre el sistema, sin importar cómo llegó a él, es decir esto significa que si, en un instante
dado, tenemos dos sistemas termodinámicos en equilibrio con n grados de libertad y
medimos un mismo valor de n funciones de estado independientes, cualquier otra función de
estado tendrá el mismo valor en ambos sistemas con independencia del valor de las variables
en instantes anteriores. Las relaciones de maxwell Estas últimas cuatro ecuaciones llevan el
nombre de relaciones de Maxwell.
Su mayor uso radica en que permiten relacionar las derivadas de la entropía con propiedades
volumétricas y asi se puede obtener de manera experimental información sobre los cambios
de entropía de un sistema. Tablas de Bridgeman En 1926 Bridgeman presentó un método
una tabla de los valores de, para las variables de interés.
Los estudiantes de hoy les sirve para dos funciones complementarias:
1) para poder agrupar todas las relaciones termodinámicas de sustancias puras en un espacio
reducido y asi poder hacer una “chuleta” eficiente
2) para darse cuenta las de una manera gráfica de las relaciones existentes entre las
ecuaciones presentadas en este capítulo. Al saber que la energía interna tiene como variables
naturales al volumen y la entropía se puede construir el diferencial total. El cuadrado no se
queda así; lo mejor es que las infames relaciones de Maxwell también se pueden hallar
visualmente, El signo (-) se añade si las flechas apuntan a alguna de las variables que se
mantienen constantes. Para finalizar las Relaciones Útiles para Sistemas Simples en una
Fase: La mayoría de las propiedades termodinámicas de mayor utilidad no se pueden medir
directamente, mas las relaciones anteriores ayudan a calcularlas una vez conocidas las otras
propiedades, fácilmente medibles en el laboratorio como son la temperatura, la presión, el
volumen y los calores específicos. En esta sección se intenta presentar como se haría para

4. hallar cambios en propiedades energéticas en función de esas variables. Una relación de
Maxwell ejemplo nos puede ayudar para convertir la derivada de entropía en términos de
propiedades volumétricas. Como conclusión podemos mencionar que el estudio de la
termodinámica por parte de la rama físico-químico ha sido fundamental y de gran
importancia en nuevos temas ya que nos ayuda a conocer cosas que al principio se nos hacen
muy concretas y que pasan a ser simples después con su estudio, como por ejemplo,
el calentamiento global, el cambio de temperatura en cuerpos y la interacción entre sus
moléculas, así como otros cambios fenomenológicos que suceden en nuestro alrededor.