Este documento contiene información sobre energía térmica. Presenta definiciones de conducción, convección y radiación como formas de transferencia de energía térmica. También describe procesos termodinámicos como adiabáticos, isocóricos e isotérmicos. Finalmente, resume las leyes cero, primera, segunda y tercera de la termodinámica.

1. ENERGÍA TÉRMICA
• NOMBRE: Andres Pazmiño.
• NIVEL: Segundo B.
• NRC: 7839.
• DOCENTE: Ing. Diego Proaño.
• MATERIA: Física fundamental.
• FECHA:13/07/2020.

2. ENERGÍA TÉRMICA
La energía térmica (también energía
calórica o energía calorífica) es la
manifestación de la energía en forma
de calor. Se refiere a la energía
contenida en un sistema que es
responsable de su temperatura.

3. • Conducción es la transmisión de energía en forma de calor desde una
parte de un cuerpo a otra del mismo cuerpo, o bien, desde un cuerpo a
otro que esté en contacto físico con él, sin desplazamiento apreciable de
las partículas del cuerpo.
• Convección es la transmisión de calor desde un punto a otro dentro de
un fluido, un gas o un líquido, mediante la mezcla de una porción del
fluido con otra. En la convección natural, el movimiento del fluido se
debe totalmente a diferencias de densidad como resultado de
diferencias de temperatura; en la convección forzada, el movimiento se
produce por medios mecánicos. Cuando la velocidad forzada es
relativamente baja, se debe entender que los factores de convección
libre como las diferencias de temperatura y densidad, pueden tener una
influencia importante.
• Radiación es la transmisión de energía térmica desde un cuerpo a otro,
que no se encuentra en contacto con él, por medio del movimiento de
ondas a través del espacio.
TRANSFERENCIA DE ENERGÍA TÉRMICA

4. LA ENERGÍA TÉRMICA A PARTIR DE LA FRICCIÓN
Todo el trabajo realizado por la fuerza
de fricción resulta en una
transferencia de energía en energía
térmica del sistema piso-caja. Esta
energía térmica fluye como calor
dentro de la caja y el piso. En última
instancia eleva la temperatura de
ambos objetos.

5. ENERGÍA TÉRMICA DEBIDA AL ARRASTRE
La fuerza de arrastre sobre un objeto en
movimiento debida a un fluido como el aire
o el agua es otro ejemplo de una fuerza no
conservativa. Cuando un objeto se mueve a
través de un fluido, transfiere parte de su
momento y pone el fluido en movimiento. Si
el objeto se detuviera, de todas formas
quedaría algo de movimiento residual en el
fluido, que dejaría de moverse solo después
de cierto tiempo.

6. El trabajo es la cantidad
de energía transferida de un
sistema a otro mediante una
fuerza cuando se produce un
desplazamiento. Vamos a
particularizar la expresión general
del trabajo para un sistema
termodinámico concreto: un gas
encerrado en un recipiente por un
pistón, que puede moverse sin
rozamiento.
TRABAJO TERMODINÁMICO

7. PROCESOS TERMODINÁMICOS
Existen diversos procesos termodinámicos que se pueden analizar utilizando la primera ley
de la termodinámica, se produce cuando un sistema para de un estado de equilibrio a otro.

8. TIPOS PROCESOS TERMODINÁMICOS
• Proceso Adiabático: Es uno en el que no entra ni sale calor del
sistema; Q=0. Podemos evitar el flujo de calor ya sea rodeando el
sistema con material térmicamente aislante o realizando el proceso
con tal rapidez que no haya tiempo para un flujo de calor apreciable.
• Proceso Isocórico: Se efectúa a volumen constante. Si el volumen de
un sistema termodinámico es constante, no se realiza trabajo sobre
su entorno; W=0 y. En un proceso isocórico, toda la energía
agregada como calor permanece en el sistema como aumento de
energía interna.
• Proceso Isobárico: Se efectúa a presión constante. En general,
ninguna de las tres cantidades: es cero en un proceso isobárico,
pero aun así es fácil calcular W.
• Proceso Isotérmico: Se efectúa a temperatura constante. Para ello,
todo intercambio de calor con el entorno debe efectuarse con tal
lentitud para que se mantenga en equilibrio térmico.
• Proceso Politrópicos: Es un proceso interiormente reversible
durante el cual; donde n es una constante. Debido a que pVn=C y
pVk=C son iguales.

9. LEYES DE LA TERMODINÁMICA
A esta ley se le llama de "equilibrio térmico". El equilibrio
térmico debe entenderse como el estado en el cual los
sistemas equilibrados tienen la misma temperatura.
Esta ley dice "Si dos sistemas A y B están a la misma
temperatura, y B está a la misma temperatura que un
tercer sistema C, entonces A y C están a la misma
temperatura". Este concepto fundamental, aun siendo
ampliamente aceptado, no fue formulado hasta después
de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que
recibe la posición cero. Un ejemplo de la aplicación de
esta ley lo tenemos en los conocidos termómetros.
Ley Cero de la Termodinámica

10. Primera ley de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica también es
conocido como principio de conservación de la energía
para la termodinámica. Esta ley termodinámica
establece que, si se realiza trabajo sobre un sistema o
bien éste intercambia calor con otro, la energía interna
del sistema cambiará.
Visto de otro modo, esta ley permite definir el calor
como la energía necesaria que debe intercambiar el
sistema para compensar las diferencias entre trabajo
y energía interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier.

11. Segunda ley de la termodinámica
La segunda ley de la termodinámica regula la dirección en que se
han de llevar a cabo los procesos termodinámicos y, por tanto, la
imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario. También
establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir
completamente toda la energía de un tipo a otro sin pérdidas. De
este modo, la segunda ley impone restricciones para las
transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a
cabo teniendo en cuenta sólo el primer principio de la
termodinámica.
Esta ley permite definir una magnitud física llamada entropía tal que,
para un sistema aislado, es decir, que no intercambia materia ni
energía con su entorno, la variación de la entropía siempre debe ser
mayor o igual a cero y sólo es igual a cero si el proceso es reversible.

12. Tercera ley de la termodinámica
La tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es
imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de
procesos físicos. El tercer principio de la termodinámica puede formular también como
que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un
valor constante específico.

13. EJERCICIOS
1. Considere el aparato de Joule descrito en la figura. Las dos masas son de1.50 kg cada una
y el tanque se llena con 200 g de agua. ¿Cuál es el aumento de la temperatura del agua
después de que las masas descienden una distancia de 3.00 m?
Solución:
Suponiendo que toda la energía potencial se convierte en calor, el aumento en la
temperatura es ∆T = 2mgh/m aguaC = 2(1.5 kg)( 9.81 m/s2)(3m)/(0.2 kg)(1480 J/kg °C) = 0.29 °C

14. 2. Si 100 g de agua a 100°C se vierten dentro de una taza de aluminio de 20 g que contiene 50
g de agua a 20°C, ¿cuál es temperatura de equilibrio del sistema?
Solución:
Sean m1= 100 g, m2= 50 g, m3= 20 g, Ca= 1 cal/ g °C, el calor especifico del agua, Chg= 0.215
cal/ g °C, el calor especifico del aluminio y Tf la temperatura final del sistema:
Despejando Tf, se obtiene:
Sustituyendo los valores de los parámetros conocidos, se obtiene que Tf= 78.3 °C.