CONCEPTOS DE TERMODINAMICA

1. CARACTERSITICA DE LA TERMODINAMICA

2. • CONCEPTOS
• La palabra termodinámica procede del griego therme que significa calor
dynamis que significa movimiento. Esta área de la física se basa en las
Leyes de la Termodinámica. Según estas leyes, es posible transferir energía
de un sistema a otro en forma de calor o trabajo.
• Los estudios en el campo de la termodinámica se desarrollaron a partir de
la necesidad de crear y aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de
vapor. El pionero de los estudios en este campo fue O. Von Guericke.
• Para comprender mejor la termodinámica, es necesario definir algunos
conceptos importantes como sistema termodinámico, estado del sistema y
proceso.

3. • Sistema termodinámico: Es un espacio o región definido por límites reales o imaginarios,
utilizado para delimitar el estudio de la energía y sus transformaciones. El tamaño del sistema
puede variar, por ejemplo, un sistema de refrigeración de un frigorífico o aire acondicionado, que
es un sistema más grande; o el sistema de gas que ocupa el espacio del cilindro en un compresor,
que es un sistema pequeño.
• Un sistema termodinámico también se clasifica como cerrado o abierto. En el sistema cerrado,
sólo la energía cruza los límites del sistema, mientras que en el sistema abierto, tanto la energía
como una cantidad de materia pueden cruzar sus límites.
• Estado de un sistema: Es el conjunto de propiedades físicas del sistema, como la temperatura, la
presión, el volumen, la masa o la entropía. El estado de un sistema es una condición que se
produce en función del momento. El estado de un sistema sólo puede describirse cuando sus
propiedades no cambian, es decir, mientras exista equilibrio.
• Proceso: Un proceso es el camino que sigue un sistema para pasar por estados termodinámicos
consecutivos. Entre los distintos tipos de procesos se encuentra el proceso de cuasi-equilibrio. Se
trata de un proceso en el que la desviación del equilibrio termodinámico es infinitesimalmente
pequeña y todos los estados por los que pasa el sistema se consideran estados de equilibrio.

4. • Se entiende como sistema termodinámico a una parte del universo que, con fines de
estudio, se aísla conceptualmente del resto y se intenta comprender de manera
autónoma. Toma nota de los modos en que la energía cambia o se preserva y, al mismo
tiempo, de sus intercambios de materia y/o energía con el entorno o con otros sistemas
semejantes (de haberlos). Se trata, pues, de un método de estudio de la termodinámica.
• El criterio principal de clasificación de estos sistemas se basa en su grado de aislamiento
del entorno, distinguiendo así entre:
• Sistemas abiertos. Aquellos que intercambian libremente energía y materia con su
entorno, como hacen la mayoría de los sistemas conocidos en la cotidianidad. Por
ejemplo: un auto. Uno le entrega combustible y éste devuelve al ambiente gases y calor.
• Sistemas cerrados. Aquellos que intercambian energía con su entorno, pero no materia.
Es lo que ocurre con un envase cerrado, como una lata, cuyo contenido es invariable,
pero pierde calor con el tiempo, disipándolo en el aire alrededor.
• Sistemas aislados. Aquellos que, hasta cierto punto, no intercambian energía ni materia
con el entorno. No existen los sistemas perfectamente aislados, claro está, pero sí hasta
cierto grado: un termo que contiene agua caliente preservará su temperatura durante un
rato, lo suficiente como para conservarse aislado durante un rato.

5. • Leyes de la termodinámica
• La “ley cero” se expresa lógicamente así: si A = C y B = C, entonces A= B.
• La termodinámica se rige por lo establecido en sus cuatro principios o leyes
fundamentales, formuladas por diversos científicos a lo largo de la historia de
esta disciplina. Dichos principios o leyes son:
• Primer principio, o Ley de la Conservación de la energía. Establece que la cantidad total
de energía en cualquier sistema físico aislado de su entorno será siempre la misma,
aunque pueda transformarse de una forma de energía a muchas otras diferentes. En
menos palabras: “La energía no puede crearse ni destruirse, solo transformarse”.
• Tercer principio, o Ley del cero absoluto. Dicta que la entropía de un sistema que sea
llevado al cero absoluto será siempre una constante definida. Esto significa que al llegar
al cero absoluto (-273,15° C o 0 K), los procesos de los sistemas físicos se detienen y la
entropía posee un valor mínimo constante.
• Principio cero o Ley del equilibrio térmico. Se llama “ley cero” porque, si bien fue la
última en postularse, los preceptos básicos y fundamentales que establece tienen
prioridad sobre las otras tres leyes. Dicta que “si dos sistemas están en equilibrio
térmico de forma independiente con un tercer sistema, deben estar también en
equilibrio térmico entre sí”.