1. Ligera Introducción
a conceptos de
termodinámica:
por: Víctor Hugo R.A

2. • Este es un diagrama del aparato usado por
joule, su objetivo era el de encontrar
cuanto trabajo se necesita para aumentar la
temperatura de 1g de agua en 1°C.
• El aparato consta de un recipiente
totalmente aislado, esto implica que no
existe transferencia de calor entre el
sistema y el medio, las pesas que se
muestran en el diagrama poseen gracias a
su ubicación y masa una cierta energía
potencial, al caer dichas pesas se genera
trabajo sobre el agua esto gracias a las
poleas y al rotor el cual a su vez posee
paletas de metal. Así joule encontró que si
dejaba caer 772 libras desde la altura de 1
pie la muestra de agua elevaba su
temperatura 1°F. En unidades modernas
esto es equivalente a decir que es necesario
el trabajo de 4,184J para elevar la
temperatura de 1 gr de agua en 1°C, en base
a esto se plantea lo que se conoce como
“equivalente mecánico del calor” el cual
establece que: 4.184J de energía mecánica
es equivalente a 1 cal1 de energía térmica.
Experimento de joule:
4.184J de energía mecánica es equivalente a 1 cal1 de energía
térmica
Equivalente mecánico del calor.

3. Primer principio de la termodinámica:
• Como se mencionó con anterioridad, el recipiente del aparato de
joule se encontraba totalmente asilado, sin embargo existen
situaciones en la que los sistemas poseen paredes conductoras que
no se encuentran aisladas, esto implica que existirá una trasferencia de
calor entre el sistema y el medio, en este caso el aumento en la
energía interna del sistema dependerá de la cantidad de trabajo
aplicada y de la cantidad del calor añadido al sistema a través de las
paredes conductoras del recipiente , así pues , la cantidad de calor
agregado al sistema menos el trabajo realizado sobre él es igual a la
variación de la energía interna del sistema. Este enunciado es lo que
se conoce como el primer principio de la termodinámica, el cual como
se puede apreciar es una derivación del principio de conservación de
la energía.

4. • Es importante mencionar que el trabajo “W” es negativo si se habla de trabajo
aplicado sobre el sistema y W se utiliza si se trata de trabajo realizado por el
sistema, así mismo, “Q” es positivo cuando se le aplica calor al sistema y se usa –Q
para referiste a calor que se extrae del sistema.
• En este punto que se tratan los términos de calor y trabajo es importante
mencionar que tanto el calor como el trabajo no son funciones de estado, dichos
conceptos no dependen de una situación inicial y final de un proceso, mas bien
dependen de los detalles del proceso que se lleva acabo. U si es una función de
estado al igual que lo son P,V y T. por tal motivo es importante tener en cuenta
que es correcto decir que un sistema tiene una gran cantidad de energía interna
pero no es correcto afirmar que un sistema tiene una gran cantidad de calor o de
trabajo.
Q Tanto el trabajo como el calor no son funciones de estado.

5. Muchas de las maquinas que nos facilitan la vida diaria aprovechan el principio de que
un gas al expandirse genera trabajo, maquinas como los motores de combustión
interna son un claro ejemplo de la aplicación de dicho principio.
Antes de definir la forma en cómo se describe matemáticamente el trabajo realizado
por un gas que se expande, es importante conocer lo que es un proceso cuasiestático,
un proceso termodinámico se considera cuasiestático cuando sufre un cambio de un
estado de equilibrio térmico a otro estado con suficiente lentitud de manera que en
cualquier instante el sistema se encuentre en esencia en equilibrio térmico (aunque
con diferente temperatura, presión o volumen), los procesos cuasiestaticos no
existen: son idealizaciones.
trabajo y diagrama PV para un gas:

8. La presión y el volumen del gas se visualizan de manera adecuada en un diagrama P-
V. Supongamos que el gas con volumen V1 y presión P1 iniciales experimentan un
cambio cuasiestatico y se convierte en un volumen Vf y una presión Pf, el gas puede
viajar de varias formas (procesos termodinámicos) entre sus estados inicial y final
hacia otros estados de equilibrio termodinámico en el diagrama p-v. Cualquier que sea
la trayectoria cuasiestática que siga el gas el trabajo que este realiza es el área bajo la
trayectoria en el diagrama p-v. Esta área tiene dimensiones de presión por volumen
o, en unidades del SI, joule.

9. Compresión adiabática para un gas :