3. Sistema (S): Porción del
universo en estudio
Entorno (E): La parte del
universo que rodea al sistema
Frontera (F): Superficie o línea
imaginaria que define la
extensión del sistema.
La Termodinámica define
Universo = Sistema + Entorno*
SE
F
* también ambiente
4. 1. Conservación de la Energía.
El hombre siempre a dependido de suministros energéticos.
Entre estos se encuentran los alimentos que nos proporcionan
nutrientes y energía, la quema de combustible fósil para uso
domiciliario, industrial, del transporte. De ahí que es tan
importante la energía.
Sistemas termodinámicos.
Sistema: Objeto en estudio ,el cual esta rodeado de un entorno y el
medioambiente..
Sistema Abierto: Puede intercambiar masa y energía por lo general
en forma de calor con sus alrededores.
Sistema Cerrado: El cual permite la transferencia de energía (calor)
pero no de masa.
Sistema Aislado: No permite el intercambio de energía ni de masa.
Universo : Sistema + entorno
5. Formas de interacción de un sistema con su
entorno
:
•Sistemas cerrados; límites impermeables al flujo de materia.
•Sistemas abiertos; paredes permeables o semipermeables al flujo de
materia.
•Sistemas aislados; no permiten ningún tipo de intercambio
energético (sistemas delimitados por paredes aislantes).
5
6. Ejemplos de sistemas:
Una hormiga: Es un sistema abierto, pues Intercambia
energía y materia con lo que la rodea.
Una casa con un patio: Sistema abierto.
Una botella de bebida tapada: Sistema cerrado que
mientras la botella
este tapada solo
puede intercambiar
calor con el entorno.
La Tierra:
Sistema abierto.
7. Tipos de interacciones entre sistemas:
••Interacción térmica, cuando hay intercambio de
calor
••Interacción mecánica, intercambio energético por
efectos mecánicos (trabajo)
••Interacción másica, intercambio de materia
7
8. Clasificaciones de sistemas dependiendo de
su composición:
• •Mono componentes o macrocomponentes, según se compongan de
una o varias sustancias
• •Homogéneos, sus propiedades físicas y químicas no varían de
una parte a otra del sistema (mezcla de líquidos miscibles)
• •Heterogéneos, cambios en las propiedades físicas o químicas
(mezcla de hielo y agua)
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9. Clasificaciones variables termodinámicas
-Estados de equilibrio
•Extensivas: dependen de la cantidad de materia (masa, volumen,
superficie, energía, entropía...). Si dividimos el sistema cambian sus
valores.
•Intensivas: no dependen de la cantidad de materia, no varían al
dividir el sistema (presión, temperatura, densidad de masa, tensión
superficial...). Pueden definirse en un punto.
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10. • Estado estacionario: cuando todos los parámetros son
independientes del tiempo.
• Estado de equilibrio termodinámico: estado estacionario en el
que los parámetros intensivos independientes no varían al
pasar de un punto a otro del sistema. La Termodinámica
clásica se refiere exclusivamente a sistemas en equilibrio
termodinámico y cambios entre estados en equilibrio. Al cabo
del tiempo todo sistema tiende a un estado de equilibrio.
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12. TrabajoTrabajo
• Propiedad termodinámica. Se realiza trabajo cuando un cuerpo sePropiedad termodinámica. Se realiza trabajo cuando un cuerpo se
mueve contra una fuerza opuesta, como cuando un gas se expande,mueve contra una fuerza opuesta, como cuando un gas se expande,
empuja un émbolo y levanta un peso (trabajo de expansión).empuja un émbolo y levanta un peso (trabajo de expansión).
13. Trabajo
El producto de una fuerza por un desplazamiento.
Manifestación de energía
Forma de energía que atraviesa los límites de un sistema
Energía en tránsito
14. Trabajo
• El trabajo no le pertenece al sistema
• Es una función de trayectoria
• Su diferencial es inexacta
15. Calor
• Forma de energía que se transfiere desde un cuerpo de alta
temperatura a uno de baja temperatura, con lo que eleva la
temperatura de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el
volumen de los cuerpos se mantenga constante.
16. • El calor es una manifestación de energía.
• El calor es una forma de energía.
• El calor es energía en tránsito
17. •El calor no le pertenece a sistema
•Es una función de trayectoria
•Se representa como δQ (diferencial inexacta)
•El calor se identifica en las fronteras del sistema
18. LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICAPRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
La energía no se crea ni se destruye,La energía no se crea ni se destruye,
solo se transforma y se conserva (1840)solo se transforma y se conserva (1840)
19. La primera ley de la termodinámica
La primera ley de la termodinámica establece
que el cambio en la energía interna de un
sistema es igual al trabajo realizado por el
sistema sobre sus alrededores, con signo
negativo, más el calor hacia el sistema
Esta ley es la ley de la conservación de la
energía para la termodinámica.
20. La energía es: (a) macroscópicamente, la capacidad de hacer
trabajo o de transformarse en calor, incluído el calor mismo, y
(b) microscópicamente, una medida del movimiento molecular.
La termodinámica, desarrollada para ser macroscópica, se
enriquece con la consideración del nivel molecular.
U
Calor (Q) Trabajo (W)
La sumatoria de las energías del sistema
(prácticamente inmedible en términos absolutos)
Energía Interna del Sistema (U)
21. Energía interna
La energía interna es toda la energía que pertenece a un
sistema mientras está estacionario (es decir, no se traslada ni
rota), incluida la energía nuclear, la energía química y la
energía de deformación (como un resorte comprimido o
estirado), así como energía térmica.
22. Energías Internas de SistemasEnergías Internas de Sistemas
Energías macroscópicasEnergías macroscópicas
1.1. Energía mecánica gravitacional:Energía mecánica gravitacional:
Una persona subiendo 100 m (mhg): 65 kg a 100 m = 63.8 kJ
2. Energía mecánica cinética:2. Energía mecánica cinética:
Una persona corriendo (0.5 mv2
): 65 kg a (18 m/seg) = 10.5 kJ
3.3. Trabajo de expansión de un gas (un cilindro deTrabajo de expansión de un gas (un cilindro de
automóvil)automóvil)
de 0.05 L a 0.40 L a 1 atm: 0.35 x 1 x 0.082 x 393 = 11.3 J
a 4000 rpm, 4 cilindros = 181 kJ/min
U
