TERMODINAMICA
<ul><li>es la rama de la  física  que describe los estados de  equilibrio  a nivel macroscópico. </li></ul><ul><li>Los est...
Magnitudes extensivas <ul><li>Energía interna   (U)  es un sistema que intenta ser un reflejo de la energía a escala micro...
Magnitudes no-estensivas <ul><li>La temperatura  es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frio. </li>...
Principio cero de la termodinámica <ul><li>establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura emperica...
ejercicio <ul><li>Una barra caliente de cobre cuya masa es de 1.5 kg se introduce en 4kg de agua, elevando su temperaturad...
SOLUCION DEL EJERCICIO <ul><li>Calor cedido por el cobre Q(co) = 1500 * 0,093(Ti-28) Calor absorbido por el agua Q(ag) = 4...
Primera ley de la termodinámica   <ul><li>establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia cal...
Ejercicio <ul><li>Un gas ideal diatómico se encuentra inicialmente a una temperatura T1 = 300K, una presión p1 = 105 Pa y ...
Solucion ejercicio A B
Segunda ley de la termodinámica <ul><li>Esta ley predice la dirección natural de cualquier proceso y, como resultado, pued...
ejercicio <ul><li>El rendimiento de un motor es del 40% y al foco frío que se encuentra a 300 K le cede 20000 J. Calcula: ...
Solucion del ejercicio <ul><li>a) Por definición, η = (Tc − Tf) / Tc = 1 − Tf / Tc, donde η representa el rendimiento, Tc ...
Tercera ley de la termodinámica <ul><li>afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante u...
procesos y graficas de la termodinamica
                                                                              Sistema termodinámico  típico mostrando la e...
 
 
 
 
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Termodinamica

  1. 1. TERMODINAMICA
  2. 2. <ul><li>es la rama de la  física  que describe los estados de  equilibrio  a nivel macroscópico. </li></ul><ul><li>Los estados de equilibrio son estudiados y definidos por medio de magnitudes extensivas y no-extensivas </li></ul>Definición
  3. 3. Magnitudes extensivas <ul><li>Energía interna   (U)  es un sistema que intenta ser un reflejo de la energía a escala microscópica. </li></ul><ul><li>Entropía  (simbolizada como  S ) es una  magnitud física  que permite, mediante cálculo, determinar la parte de la  energía  que no puede utilizarse para producir  trabajo . </li></ul><ul><li>El volumen es una  magnitud física  extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos, que a su vez se debe al  principio de exclusión . </li></ul>
  4. 4. Magnitudes no-estensivas <ul><li>La temperatura  es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente o frio. </li></ul><ul><li>La   presión  (símbolo  p ) es una magnitud fisica  que mide la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie. </li></ul><ul><li>potencial químico , cuyo símbolo es  μ es la fuerza impulsora que induce el cambio en el sistema </li></ul>
  5. 5. Principio cero de la termodinámica <ul><li>establece que existe una determinada propiedad, denominada temperatura emperica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinamico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. </li></ul>
  6. 6. ejercicio <ul><li>Una barra caliente de cobre cuya masa es de 1.5 kg se introduce en 4kg de agua, elevando su temperaturade 18 a 28 grados centigrados. ¿Que teperatura tiene la barra de cobre? </li></ul>
  7. 7. SOLUCION DEL EJERCICIO <ul><li>Calor cedido por el cobre Q(co) = 1500 * 0,093(Ti-28) Calor absorbido por el agua Q(ag) = 4000.1.( 28 - 18) Igualando los segundos miembros 1500 * 0,093 (Ti-28) = 4000 (28 - 18) efectuando operaciones se obtiene, Ti = 314,74ºC </li></ul>
  8. 8. Primera ley de la termodinámica   <ul><li>establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energia interna del sistema cambiará. </li></ul>
  9. 9. Ejercicio <ul><li>Un gas ideal diatómico se encuentra inicialmente a una temperatura T1 = 300K, una presión p1 = 105 Pa y ocupa un volumen V1 = 0.4 m3. El gas se expande adiabáticamente hasta ocupar un volumen V2 = 1.2 m3. Posteriormente se comprime isotérmicamente hasta que su volumen es otra vez V1 y por último vuelve a su estado inicial mediante una transformación isócora. Todas las transformaciones son reversibles. </li></ul><ul><li>A) Dibuja el ciclo en un diagrama p-V. Calcula el número de moles del gas y la presión y la temperatura después de la expansión adiabática. </li></ul><ul><li>B) Calcula la variación de energía interna, el trabajo y el calor en cada transformación </li></ul>
  10. 10. Solucion ejercicio A B
  11. 11. Segunda ley de la termodinámica <ul><li>Esta ley predice la dirección natural de cualquier proceso y, como resultado, puede pronosticar el estado de equilibrio.  </li></ul>
  12. 12. ejercicio <ul><li>El rendimiento de un motor es del 40% y al foco frío que se encuentra a 300 K le cede 20000 J. Calcula: a) La temperatura del foco caliente. b) La cantidad de energía que extrae del foco caliente. c) El trabajo que es capaz de realizar dicho motor. d) La entropía perdida o ganada por cada foco, así como la variación de entropía del universo. </li></ul>
  13. 13. Solucion del ejercicio <ul><li>a) Por definición, η = (Tc − Tf) / Tc = 1 − Tf / Tc, donde η representa el rendimiento, Tc la temperatura del foco caliente, y Tf ... obvio. Despejando Tc, ► Tc = Tf / (1 − η) = 300 K / (1 − 0.4) = 300 K / 0.6 = 500 K. b) También, η = (Qc − Qa) / Qc = 1 − Qa / Qc, donde Qc es el calor cedido (por el foco calilente, evidentemente), y Qa es el calor absorbido (por el foco frío). Una idéntica manipulación de las literales arroja ► Qc = Qa / (1 − η) = 20 000 J / 0.6 = 33 333.333... J c) El calor cedido es igual al trabajo más el calor absorbido (conservación de la energía): Qc = W + Qa, de donde ► W = Qc − Qa ≈ 33 333 − 20 000 J ≈ 13 333 J. d) dS = dQ / T ∫ dS = ∫ dQ / T. Como la temperatura en cada foco es constante, S = ∫ dS = 1/T ∫ dQ = Q / T. Para el foco caliente: se ceden 33 333 J aprox. de calor, a 500 K; por tanto, S = −33 333 J / 500 K = −66.666... J/K. El foco frío absorbe (gana) 20 000 J, a 300 K; S = 20 000 J / 300 K = 66.666... J/K. La entropía simplemente es transferida del foco caliente al frío; lo que gana uno, lo pierde el otro; por lo tanto, la entropía del universo, en este caso, no aumenta. </li></ul>
  14. 14. Tercera ley de la termodinámica <ul><li>afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos </li></ul>
  15. 15. procesos y graficas de la termodinamica
  16. 16.                                                                          Sistema termodinámico  típico mostrando la entrada desde una fuente de calor (caldera) a la izquierda y la salida a un disipador de calor (condensador) a la derecha. El  trabajo  se extrae en este caso por una serie de pistones.

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