1. 1 Calor y Temperatura: Teoría cinética de los gases
N
1 Postulados
U int = ∑ mui2
i =1 2
1 1. Todas las partículas tienen la misma masa.
U int = Nm u 2
2 2. Las partículas se encuentran encerradas en un
3 recipiente de volumen finito.
U int = NkT k = 1.38 ×10 −23 J 3. Las partículas se mueven de manera aleatoria,
2 K
con la misma probabilidad de movimiento en la
misma dirección.
Principio de equipartición de la energía 4. Las partículas chocan elásticamente entre sí y
con las paredes del recipiente.
U1 p = U traslación + U rotación + U vibración 5. Las partículas se encuentran distribuidas
uniformemente en el espacio.
grados delibertad
U1 p = kT
2
Ecuación de estado de los gases ideales
PV = NkT n=
N
NA
PV = nRT N A = 6.022g 23
10 mol −1 Esp = U p + EK −CM + U int
C-X

2. 2 Calor y Temperatura: Teoría cinética de los gases
1. Fuerza ejercida por una partícula
r r
∆p 2mu x
F1 p = =
∆t ∆t
2. Fuerza total sobre la pared
r r N
FT = n p F1 p = mA u x
2
V
3. Presión ejercida por el gas
r
F N 1N
p = = m ux =
2
m u2
A V 3V
Ecuación de estado de los gases ideales
4. De la energía interna (diapositiva anterior)
pV = NKT NK = nR
m u 2
= 3 NkT
pV = nRT
C-X

3. 3 Calor y Temperatura: Procesos y Trabajo
1. Trabajo realizado por el sistema
W = ∫ Fdx = ∫ pAdx = ∫ pdV
2. Trabajo realizado sobre el sistema
W = − ∫ Fdx = − ∫ pAdx = − ∫ pdV
C-X

4. 4 Calor y Temperatura: 1era Ley de la Termodinámica
Energía térmica: Está asociada al movimiento
∆U = ∆Q + ∆W
aleatorio de las partículas. dU = δ Q − pdV
(Mecanismos de intercambio  Calor y
Trabajo) La variación de energía interna del sistema = al calor
cedido al sistema + el trabajo realizado sobre el sistema
∆Q
Capacidad calorífica  C=
Fracaso de la equipartición de la energía ∆T
C 1 ∆Q
Capacidad calorífica molar  c= =
n n ∆T
dU dU dV
CV = Cp = +p
dT dT dT
C p = CV + nR pdV = nRdT
C-X

5. 4 Calor y Temperatura: Resumen
Expansión adiabática
∆U = ∆Q + ∆W
CV dT 0 − pdV dU = δ Q − pdV
dU = δ Q + dW 3
Cp
γ= Gas monoatómico  CV = nR
2
γ −1 CV
TV = cte Gas diatómico  C = 5 nR
V
2
pV γ = cte
Procesos ∆U ( J ) W (J ) Q( J )
V2 V2
Isotérmico CV ∆T −nRT ln nRT ln
V1 V1
Isobárico CV ∆T − p∆V C p ∆T
Isocórico CV ∆T 0J CV ∆T
Adiabático CV ∆T CV ∆T 0J
C-X

6. 4 Calor y Temperatura: Resumen
Expansión adiabática
∆U = ∆Q + ∆W
CV dT 0 − pdV dU = δ Q − pdV
dU = δ Q + dW 3
Cp
γ= Gas monoatómico  CV = nR
2
γ −1 CV
TV = cte Gas diatómico  C = 5 nR
V
2
pV γ = cte
Procesos ∆U ( J ) W (J ) Q( J )
V2 V2
Isotérmico CV ∆T −nRT ln nRT ln
V1 V1
Isobárico CV ∆T − p∆V C p ∆T
Isocórico CV ∆T 0J CV ∆T
Adiabático CV ∆T CV ∆T 0J
C-X