El documento resume conceptos clave de termodinámica como la energía interna, el trabajo, la cantidad de calor y los calores específicos de vaporización y fusión. Explica que la energía interna depende de la temperatura y volumen de un cuerpo y puede variar mediante trabajo o transferencia de calor. La primera ley de termodinámica establece que la cantidad de calor absorbida por un sistema se invierte en variar su energía interna y realizar trabajo. Finalmente, describe cómo las máquinas térmicas transforman energía térmica

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Universidad Autónoma de Sinaloa
Unidad académica Preparatoria Heraclio Bernal
Propiedades de la materia
Prof.: José María González Campaña
Ensayo
Unidad 5. Nociones de Termodinámica
Alumnos:
Félix Palomino Juan Daniel
Corrales Alarcón Miguel
Grupo: 3-2
22/ Mayo/ 2017

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La termodinámica estudia la interacción del calor, transformar energía y producir
trabajo. Esta rama de la física, examina los procesos de intercambio de energía del
sistema con el exterior. El desarrollo de la termodinámica tuvo como objetivo
principal el perfeccionamiento de las tecnologías aplicadas con el fin de hacer más
fácil la vida del hombre, reemplazando el trabajo manual por la máquina que
facilitaba su trabajo y lograba mayor rapidez, reduciendo así el número de
empleados.
Este ensayo trata de brindarles información clara de mi propio análisis hacia el tema
de Termodinámica.
Comenzaremos hablando de energía interna, energía que todo cuerpo posee,
resultado de todas las sumas de energía. Se conocerá que la energía interna
depende de la temperatura del cuerpo y del volumen.
Se conocerán las formas de cambiar la energía interna de un cuerpo, como es el
trabajo y la cantidad de calor. El trabajo puede cambiar la energía interna de un
cuerpo aplicando fuerza, en cambio la cantidad de calor puede variar la energía
transmitiendo parte de la energía de mayor temperatura al de menor temperatura.
La primera ley de termodinámica expresa que la cantidad de calor absorbida por un
sistema se invierte en variar su energía interna y realizar trabajo. Y hablando de
calor, notamos el calor específico, del cual hay dos: el calor específico de
vaporización y el de fusión, el primero representa la cantidad de energía que recibe
un cuerpo por cada kilogramo al vaporizarse un líquido. Mientras que el de fusión
representa la cantidad de energía que el cuerpo recibe por cada kilogramo al pasar
un sólido a líquido.
Por último se verán aparatos que funcionan con procesos térmicos: las máquinas
térmicas, que tienen como función transformar la energía térmica en mecánica y
que al hacerlo mandan al ambiente una parte del calor repercutiendo cada vez más
al ambiente.

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Energía interna.
Todos los cuerpos tienen energía en su interior, en las moléculas, que forman a tal
cuerpo. La energía interna es el resultado de todas las sumas de energía que puede
tener un cuerpo como la energía cinética, energía de rotación, translación y
vibración, además de la energía potencial. En un gas ideal, la energía interna
depende exclusivamente de la temperatura, ya que en un gas ideal se desprecia
toda interacción entre las moléculas o átomos que lo constituyen, no hay fuerzas de
atracción y tienen mismo número de moléculas, por lo que la energía interna es sólo
energía cinética, que depende sólo de la temperatura, tal como explica la teoría
cinético-molecular que dice que la energía interna es la energía cinética y la
potencial de las moléculas y la energía interna depende de la temperatura del
cuerpo pues es proporcional a la esta y que aun cuando varíe la presión de un gas
ideal, si la temperatura es constante la energía no cambia.
En otros cuerpos excluyendo al gas ideal, es importante considerar el volumen de
determinado cuerpo para conocer la energía interna puesto que esta energía
también depende de la interacción entre sus moléculas y de la separación de ellas.
Trabajo en termodinámica.
El trabajo es una de los procesos por los cuales puede variar la energía interna de
un cuerpo. Mediante la aplicación de calentamiento y fuerzas se transforma y
transmite energía. En sólidos, al aplicar fuerza sobre un cuerpo que no se deforma
ni que rota, que solamente se traslada, el trabajo es igual a la variación de la energía
cinética del cuerpo. En termodinámica se estudia la deformación de los cuerpos,
con esto, cambia el volumen y el punto donde se está aplicando la fuerza se mueve
y se realiza trabajo.
Cantidad de calor. Calor específico.
La energía interna de un cuerpo puede variar mediante el calor, pues al aumentarlo
puede crecer la energía cinética de sus moléculas y la energía potencial. La
diferencia que tiene al trabajo es que el calentamiento consiste en transmitir parte
de la energía interna del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura. La

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cantidad de calor es la cantidad de energía que se transmite de un cuerpo a otro
mediante el proceso de calentamiento, cuando el cuerpo recibe la cantidad de calor
es positiva y negativa cuando la cede, y dependen de si el cuerpo solamente varía
su temperatura o además de ellos, también su volumen, la cantidad de calor se
representa con el calor específico que es por cada kilogramo y por cada kelvin o
grado Celsius, el calor especifico también depende de la temperatura. Se distinguen
dos tipos de calores específicos: a volumen constante y a presión constante. El calor
específico a presión constante es mayor que a volumen constante, porque en ese
caso el gas realiza trabajo.
Calores específicos de vaporización y de fusión.
Cuando un líquido cambia a vapor, aumenta la separación de sus moléculas, esto
causa aumento de la energía potencial de interacción entre sus moléculas y por
consiguiente también el del volumen del sistema, produciendo así un trabajo contra
la presión.
El calor específico de vaporización representa la cantidad de energía que recibe un
cuerpo por cada kilogramo al vaporizarse un líquido, o viceversa, de vapor a líquido
cuando se condensa.
El calor específico de fusión representa la cantidad de energía que el cuerpo recibe
por cada kilogramo al pasar un sólido a líquido, o se solidifique de líquido a sólido.
Primera ley de termodinámica.
La primera ley de termodinámica expresa que la cantidad de calor absorbida por un
sistema se invierte en variar su energía interna y realizar trabajo.
Procesos irreversibles.
La irreversibilidad son aquellos procesos que no son reversibles en el tiempo. Desde
esta perspectiva, todos los procesos naturales son irreversibles. Este proceso se
debe a la participación de las moléculas.
Los procesos reversibles son aquellos que tiene lugar en un sentido y que también
pueden ocurrir espontáneamente en sentido opuesto, pasando por los mismos

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estados, pero estos procesos no pasan por si solos, tiene lugar la intervención de
algún agente fuera del sistema y ha quedado expresada en la segunda ley de
termodinámica: “Es imposible transmitir energía de un sistema a otro que tenga
mayor temperatura, sin realizar otros cambios en dichos sistemas o en los cuerpos
que los rodean”1.
La diferencia entre el proceso irreversible y el proceso reversible es que en el
primero, parte de la energía mecánica se transforma en interna durante el choque,
es decir, en energía de movimiento molecular.
Máquinas térmicas. Eficiencia energética.
Las máquinas térmicas tienen como función transformar la energía térmica en
mecánica, ya que esta no se puede transformar por sí sola, contrariamente a la
energía mecánica que si se puede transformar a energía interna espontáneamente.
Para que se dé la transformación de energía térmica en mecánica es necesario un
proceso cíclico, esto quiere decir que se repita continuamente, donde después de
un determinado tiempo el sistema vuelve a su estado inicial, una y otra vez.
Las máquinas térmicas, como los motores de combustión interna o las turbinas de
vapor, funcionan con una sustancia de trabajo que recibe cantidad de calor elevada
a temperatura gracias a un calentador, con lo cual aumenta su temperatura y
presión, después realiza un trabajo con una parte de la cantidad de calor que le fue
entregada, con esto disminuye su presión y temperatura anteriormente aumentada,
al final una parte del calor se va al ambiente o a un refrigerador a baja temperatura.
Para entender el funcionamiento de estas máquinas, es importante la eficiencia
energética, que es la fracción del trabajo realizado entre la energía inicial del
sistema. Cuando aumenta la diferencia de temperatura entre el calentador y el
refrigerador, aumenta el trabajo realizado y su eficiencia energética.
1 José Alvarado,Pablo Valdés,José Varela, Propiedades de la materia (México) 2010

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Máquinas térmicas y preservación del medio ambiente.
Con el gran uso de aparatos basados en máquinas térmicas, nos hemos percatado
del gran daño que se hace al ambiente. Durante cada proceso de transformación
de energía térmica en mecánica, se entrega una parte de calor al ambiente
provocando un gran calentamiento en nuestro planeta. Mas aparte con el uso de
combustibles fósiles en máquinas emiten dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno
que ocasionan ácido sulfúrico y ácido nítrico que al precipitarse en el cielo originan
lluvias acidas, también producen dióxido de carbono y debido a que esto ha crecido
en la atmosfera está ocasionando mayor elevación en la temperatura en los últimos
años y va haciendo que crezca más el efecto invernadero.
La gran parte de personas que se han preocupado por contrarrestar los grandes
problemas que emiten las maquinas térmicas han desarrollado fuentes alternativas
que conocemos como la energía solar, la hidráulica, la eólica, la geotérmica, la
mareomotriz, el biogás y la nuclear. Sabemos que no todas son totalmente limpias
ya que también emiten contaminantes o que son de materiales peligrosos, pero
emiten menos contaminantes hacia el ambiente.

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El estudio de la termodinámica es importante ya que investiga sobre las propiedades
de fenómenos térmicos. Al presentar la información encontrada acerca de las
investigaciones de estos fenómenos, a la comunidad que no somos científicos o
expertos del tema nos da la oportunidad de encontrarle una explicación detallada,
vista desde algo más pequeño que son las moléculas de una forma que cuando lo
analizamos, macroscópicamente tiene explicación a lo que sucede desde adentro.
Los procesos termodinámicos son importantes pues los utilizamos a diario
inconscientemente pues no sabemos que se trabajan procesos térmicos. Los
utilizamos a diario en máquinas térmicas en motores de combustión interna. “Un
motor de combustión interna basa su funcionamiento, como su nombre lo indica, en
el quemado de una mezcla comprimida de aire y combustible dentro de una cámara
cerrada o cilindro, con el fin de incrementar la presión y generar con suficiente
potencia el movimiento lineal alternativo del pistón”2.
El descubrimiento de estos procesos térmicos ayuda mucho en la forma en que
complacen nuestras necesidades, hacen que las tareas diariasy profesionales sean
más fáciles pero gracias a la utilización de estos es una de las principales causas
del gran deterioro ambiental que hay actualmente y que cada vez va empeorando
más. Así que al ayudarnos, también nos perjudica.
2 http://www.banrepcultural.org/node/92121

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Sitios consultados.
José Alberto Alvarado, Pablo Valdés, José Bibiano. (2010). Propiedades de la
materia. México: Once Ríos.
https://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica
https://www.fisicalab.com/apartado/termodinamica-concepto#contenidos
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/termo1p/energiaint
.html
https://es.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/the-laws-of-
thermodynamics/a/the-laws-of-thermodynamics
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.html