Termodinámica

1. TERMODINAMICA
RONALDO MEJIA TERAN

2. CONTENIDO
En la siguiente presentacion, observaremos los siguientes contenidos.
INTRODUCCION
La Termodinámica es la parte de la física que estudia la energía, la transformación
entre sus distintas manifestaciones, como el calor, y de su capacidad para producir un
trabajo.
PRIMER PRINCIPIO DE LA
TERMODINAMICA
El primer principio de la termodinámica es un principio que refleja la conservación de
la energía en el contexto de la termodinámica y establece que si se realiza trabajo
sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema
cambiará.
SEGUNDO PRINCIPIO DE LA
TERMODINAMICA
La segunda ley afirma que el calor siempre se mueve del objeto con mayor
temperatura al de menor temperatura. También, establece que durante un proceso
cíclico no toda la energía térmica puede convertirse íntegramente en trabajo.
FECHA:
2023 | SEPTIEMBRE | 25
LUGAR:
ESCUELA MILITAR DE INGENIERIA-UNIDAD ACADEMICA
DEL TROPICO

3. ¿QUÉ ES LA TERMODINÁMICA?
La termodinámica es la rama de la física que
describe los efectos de los cambios de
temperatura, presión y volumen de un sistema
físico a un nivel macroscópico. La materia está
compuesta por diferentes partículas que se mueven
de manera desordenada. De acuerdo con la
definición de termodinámica, esta ciencia no
estudia el comportamiento de cada partícula sinó
que estudia el comportamiento global de todas
estas partículas.

4. ¿QUÉ ESTUDIA LA
TERMODINÁMICA?
En la termodinámica física se
estudian y clasifican las
interacciones entre diversos
sistemas que se caracterizan
por sus propiedades. Estas
propiedades se pueden
combinar para determinar las
condiciones de equilibrio entre
sistemas, los procesos
espontáneos y el intercambio
de energía con su entorno.

5. PRIMER PRINCIPIO DE LA
TERMODINAMICA
El primer principio de la termodinámica
es un principio que refleja la
conservación de la energía en el
contexto de la termodinámica y
establece que si se realiza trabajo sobre
un sistema o bien este intercambia calor
con otro, la energía interna del sistema
cambiará.

6. Criterio IUPAC Criterio tradicional
ECUACION FUNDAMENTAL
Se considera positivo aquello
que aumenta la energía
interna del sistema, o lo que es
lo mismo, el trabajo recibido o
el calor absorbido.
Se considera positivo el calor
absorbido y el trabajo que
realiza el sistema sobre el
entorno.
Donde:
∆U : Incremento de energía interna del sistema ( ∆U = Ufinal - Uinicial ). Su unidad de medida en el
Sistema Internacional es el julio ( J )
Q : Calor intercambiado por el sistema con el entorno. Su unidad de medida en el Sistema
Internacional es el julio ( J ), aunque también se suele usar la caloría ( cal ). 1 cal = 4.184 J
W : Trabajo intercambiado por el sistema con el entorno. Su unidad de medida en el Sistema
Internacional es el julio ( J )

7. ENERGÍA INTERNA
● La energía interna de un sistema es una
caracterización macroscópica de la energía
microscópica de todas las partículas que lo
componen. Un sistema está formado por gran
cantidad de partículas en movimiento. Cada una de
ellas posee:
● energía cinética, por el hecho de encontrarse a una
determinada velocidad
● energía potencial gravitatoria, por el hecho de
encontrarse en determinadas posiciones unas
respecto de otras
● energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el
interior del sistema

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CAPACIDAD CALORIFICA MOLAR
La capacidad calorífica molar es la energía calorífica
necesaria para aumentar 1 K la temperatura de un mol
del elemento. Los valores tabulados corresponden a la
capacidad calorífica molar a presión constante, en la
mayoría de los casos a 298 K y 1 bar (0.987 atm).

9. TRANSFORMACIONES
ISÓBARAS
Una transformación isobara es aquella
que se produce a presión constante
(p = cte). Este tipo de transformación
ocurre cuando el sistema termodinámico
(en este caso un gas ideal) se encuentra
en el interior de un recipiente con una
pared móvil de tal manera que la
presión siempre es la misma.
Una transformación isócora es aquella
que se produce a volumen constante
(V = cte). Este tipo de transformación
ocurre cuando el sistema
termodinámico (en este caso un gas
ideal) se encuentra en el interior de un
recipiente con paredes fijas.
En una transformación isoterma la
temperatura del sistema permanece
constante; para ello es necesario que
el sistema se encuentre en contacto
con un foco térmico que se define
como una sustancia capaz de
absorber o ceder calor sin modificar
su temperatura.
Se define el coeficiente adiabático de un
gas (γ) a partir de las capacidades
caloríficas molares tomando distintos
valores según el gas sea monoatómico o
diatómico: El gas se encuentra encerrado
mediante un pistón en un recipiente de
paredes aislantes y se deja expansionar.
ISOTERMAS
ISOCORAS
ADIABÁTICAS

10. COMPRESIBILIDAD DE
UN GAS
El factor de compresibilidad (Z), conocido
también como el factor de compresión, es la
razón del volumen molar de un gas con
relación al volumen molar de un gas ideal a la
misma temperatura y presión. Es una
propiedad termodinámica útil para aplicar la
ley de los gases ideales al comportamiento de
un gas real.

11. SEGUNDO
PRINCIPIO DE LA
TERMODINÁMICA
La segunda ley de la termodinámica
establece qué procesos pueden ocurrir
en la transformación de la energía.Esta
ley puede expresarse de diferentes
maneras, incluyendo la dirección en que
ocurre un proceso y su irreversibilidad,
en términos de la entropía.

12. REVERSIBLES IRREVERSIBLES
Es un proceso que, una vez que
ha tenido lugar, puede ser
invertido (recorrido en sentido
contrario) sin causar cambios ni
en el sistema ni en sus
alrededores.
Es un proceso que no es
reversible. Los estados
intermedios de la transformación
no son de equilibrio.
TRANSFORMACIONES REVERSIBLES E
IRREVERSIBLES

13. REDNIMIENTO DE
MÁQUINAS TÉRMICAS
El rendimiento o eficiencia de una máquina térmica es la
relación entre la energía que deseamos obtener de dicha
máquina (trabajo realizado) y la energía consumida en su
funcionamiento (energía suministrada).
En los automóviles, el rendimiento oscila entre el 20-25 %
de la energía suministrada. Es decir el 75% de la energía
suministrada se libera a la atmósfera en forma de calor.

14. MOTOR DE
COMBUSTIÓN

15. INTERNA
La admisión: Las válvulas de admisión introducen la
mezcla de combustible gracias al vació generado por los
pistones, durante su recorrido mientras bajan.
La compresión: Las válvulas se cierran y el pistón vuelve a
subir, comprimiendo la mezcla de aire y de combustible.
La explosión: Etapa que se produce gracias a la chispa de
la bujía, en motores gasolina, o por autodetonación, en
los diésel, provocando la detonación.
El escape: Última etapa en la que las válvulas de escape
se abren y se expulsan los gases producidos tras la
detonación.

16. EXTERNA
1. Combustión: Es el proceso donde el aire se expande
ante el aumento de la temperatura y procede elevar la
presión.
2. Expansión: Una vez que sube la presión, se activa el
pistón hacia arriba y este movimiento del pistón arrastra
la manivela. La energía depositada en la rueda hace que
la manivela gire.
3. Refrigeración: Es cuando el aire se traslada al espacio
frío de la máquina, disminuyendo la presión.
4. Contracción: En este último paso el aire se contrae, lo
que hace que el pistón se eleve.

17. OTTO CARNOT
El ciclo Otto es el ciclo
termodinámico que se aplica en
los motores de combustión
interna de encendido provocado
por una chispa eléctrica (motores
de gasolina, etanol, gases
derivados del petróleo u otras
sustancias altamente volátiles e
inflamables).
El ciclo de Carnot es un ciclo
termodinámico que se produce
en un equipo o máquina cuando
trabaja absorbiendo una
cantidad de calor Q1 de una
fuente de mayor temperatura y
cediendo un calor Q2 a la de
menor temperatura produciendo
un trabajo sobre el exterior.
CICLO DE OTTO Y CARNOT

18. ENTROPÍA
La entropía es cualquier
degradación que exista en la
materia o en la energía,
llevándola a un estado inerte. En
términos de informática
podemos entender la entropía
como la medida de la
incertidumbre generada ante una
cantidad de mensajes cuando
solo se espera recibir uno.

20. GRACIAS