Resumen de los principales conceptos de introducción a la termodinámica

1. TERMODINÁMICA
CONCEPTOS
BÁSICOS
Ing. Carlos Fuentes

2. .
Es la parte de la física que estudia
las transferencias de calor, la
conversión de la energía y la
capacidad de los sistemas para
producir trabajo. Las leyes de la
termodinámica explican los
comportamientos globales de los
sistemas macroscópicos en
situaciones de equilibrio. Proviene
de dos disciplinas separadas hasta
el Siglo XIX, la Termología y
la Mecánica. La primera se
encargaba de los fenómenos
exclusivamente térmicos y la
segunda trataba el movimiento, la
fuerza y el trabajo.
Termodinámica
Ing. Carlos Fuentes

3. Componentes de un
Sistema
Termodinámico
Homogéneo
Un sistema se
dice homogéneo cuan
do (en ausencia de
fuerzas exteriores) sus
variables
termodinámicas son
constantes a través de
todo el sistema.
Una columna de gas
en un campo
gravitacional se puede
considerar
homogénea aunque
su densidad no sea
uniforme.
Heterogéneo
Un sistema en el cual
las variables
termodinámicas varían
de un lugar a otro en
forma discontinua
Un sistema constituido
por hielo y agua en
equilibrio es
heterogéneo. Las
discontinuidades se
producen en las
interfases sólido-
líquido.
Tipos de Sistemas
Termodinámicos
Ing. Carlos Fuentes

4. Tipos de Sistemas
Termodinámicos
CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS
TIPO INTERCAMBIA EJEMPLO
Abierto
Masa y energía (trabajo o
calor)
Reacción química en tubo
de ensayo abierto
Cerrado Sólo energía Radiador de calefacción
Aislado Ni materia ni energía
Termo para mantener
bebidas a temperatura
constante
Adiabático
Ni materia ni calor, pero
si energía en forma de
trabajo
Termo con tapa que
permita variar volumen
Ing. Carlos Fuentes

5. Entorno o ambiente.
Fronteras
Todo aquello que no es sistema y
que se sitúa alrededor de él, se
denomina ambiente o entorno. Los
sistemas interaccionan con el
entorno transfiriendo masa, energía
o las dos cosas
TIPOS DE FRONTERAS
Fijas
Mantienen el volumen
constante
Móviles
El volumen es variable y depende
de la presión en el lado del
sistema y de la del entorno
Conductoras o
Diatérmanas
Al conducir calor permiten
que la temperatura a ambos
lados de la misma sea igual
Adiabáticas
No conducen calor. Son los
aislantes térmicos
Ing. Carlos Fuentes

6. Estado del Sistema
Un estado termodinámico es un
conjunto de valores de propiedades
de un sistema termodinámico que
deben ser especificados para poder
reproducir el sistema. Los
parámetros individuales se
conocen como variables de estado,
parámetros de estado o variables
termodinámicas
Equilibrio
térmico
La temperatura en todo un
sistema es uniforme
Equilibrio
mecánico
En cada punto dentro de un
sistema dado no hay cambio
de presión con el tiempo, y no
hay movimiento de material
Equilibrio de
fase
Ocurre cuando la masa para
cada fase individual alcanza un
valor que no cambia con el
tiempo
Equilibrio
químico
La composición química de un
sistema se ha estabilizado y no
cambia con el tiempo.
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7. Proceso
Termodinámico
Son los fenómenos físicos o
químicos que involucran un flujo de
calor (energía) o trabajo entre un
sistema y sus alrededores
Ing. Carlos Fuentes

8. TIPOS DE PROCESOS

9. TIPOS DE PROCESOS

10. FASE
Es un subsistema
homogéneo en el cual se ha
dividido un sistema
heterogéneo, imaginando
nuevos límites en los lugares
donde ocurren las
discontinuidades
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11. Propiedades o
Variables
Termodinámicas.
Dentro de la termodinámica,
una propiedad física es
cualquier propiedad que se
puede medir y cuyo valor
describe el estado de un
sistema físico
Variables Termodinámicas
Variables Extensivas:
si su valor depende de la
cantidad o porción de
sistema que se considera.
Variables Intensivas:
si su valor no depende de
la cantidad de sistema
considerado.
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12. Funciones de
Estado
Describen la condición
momentánea de un sistema
termodinámico.
Indiferentemente del camino
que siga el sistema para ir de
un estado a otro, el cambio
total de cualquier variable de
estado será el mismo.
Volumen:
Presión: se define como la fuerza
por unidad de superficie ejercida
por un fluido sobre una superficie
real o imaginaria, en dirección
normal a la superficie.
Temperatura: representa la
magnitud física escalar del nivel
de calor de un cuerpo, o bien de
un ambiente, mide la energía
cinética interna del sistema,.
Ing. Carlos Fuentes