Este documento describe conceptos básicos de la termodinámica. Explica que un sistema termodinámico es la parte del universo que se estudia y que puede ser aislado, cerrado u abierto dependiendo de si intercambia materia y energía. También define variables termodinámicas como la masa, volumen, presión y temperatura que describen el estado de un sistema. Finalmente, resume la ley cero de la termodinámica sobre el equilibrio térmico entre sistemas.

1. JAMILETH SCARLETH GONZALEZ PINEDA
TRABAJO DE FISICA II
TEMA ; TERMODINAMICA
PROF: JOAN DE LA HOZ
2013
UNIVERSIDAD POPULAR DE NICARAGUA UPONIC

2. Sistema termodinámico
(También denominado sustancia de trabajo) se define como la parte del
universo objeto de estudio. Un sistema termodinámico puede ser una
célula, una persona, el vapor de una máquina de vapor, la mezcla de
gasolina y aire en un motor térmico, la atmósfera terrestre, etc.
El sistema termodinámico puede estar separado del resto del universo
(denominado alrededores del sistema) por paredes reales o imaginarias.
En este último caso, el sistema objeto de estudio sería, por ejemplo, una
parte de un sistema más grande. Las paredes que separan un sistema de
sus alrededores pueden ser aislantes (llamadas paredes adiabáticas) o
permitir el flujo de calor (diatérmicas).
Los sistemas termodinámicos pueden ser aislados, cerrados o abiertos.
Sistema aislado: es aquél que no intercambia ni materia ni energía con los
alrededores.
Sistema cerrado: es aquél que intercambia energía (calor y trabajo) pero
no materia con los alrededores (su masa permanece constante).
Sistema abierto: es aquél que intercambia energía y materia con los
alrededor
Imágenes de Termodinamica

3. Variables termodinámicas o variables de estado
Son las magnitudes que se emplean para describir el estado de un sistema
termodinámico. Dependiendo de la naturaleza del sistema termodinámico
objeto de estudio, pueden elegirse distintos conjuntos de variables
termodinámicas para describirlo. En el caso de un gas, estas variables son:
Masa (m ó n): es la cantidad de sustancia que tiene el sistema. En
el Sistema Internacional se expresa respectivamente en kilogramos (kg) o
en número de moles (mol).
Volumen (V): es el espacio tridimensional que ocupa el sistema. En el
Sistema Internacional se expresa en metros cúbicos (m3). Si bien el litro (l)
no es una unidad del Sistema Internacional, es ampliamente utilizada. Su
conversión a metros cúbicos es: 1 l = 10-3 m3.
Presión (p): Es la fuerza por unidad de área aplicada sobre un cuerpo en la
dirección perpendicular a su superficie. En el Sistema Internacional se
expresa en pascales (Pa). La atmósfera es una unidad de presión
comúnmente utilizada. Su conversión a pascales es: 1 atm ≅ 105 Pa.
Temperatura (T ó t): A nivel microscópico la temperatura de un sistema
está relacionada con la energía cinética que tienen las moléculas que lo
constituyen.

4. EQUILIBRIO TERMICO
Cantidad de energía interna de un cuerpo es muy difícil de establecer ya
que las Todos los cuerpos tienen una energía llamada energía interna. La
partículas que forman un cuerpo tienen energías muy variadas. Tienen
energías de tipo eléctrico, de rotación, de traslación y vibración debido a
los movimientos que poseen, energías de enlace (que pueden dar posibles
reacciones químicas) e incluso energía al desaparecer la materia y
transformarse en energía E=mc2....
Lo más fácil de medir es la variación de energía en un proceso de
transformación concreto y si el proceso es sólo físico mucho mejor.
(Ejemplos: calentamiento, cambios de estado...).
Al poner en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, el de mayor
temperatura cede parte de su energía al de menos temperatura hasta que
sus temperaturas se igualan. Se alcanza así lo que llamamos "equilibrio
térmico".
LEY DE LA TERMODINAMICA
La ley cero, conocida con el nombre de la ley del equilibrio térmico fue
enunciada en un principio por Maxwell y llevada a ley por Fowler y dice:
“Dos sistemas en equilibrio térmico con un tercero, están en equilibrio
térmico entre sí”.
El equilibrio térmico debe entenderse como el estado en el cual los
sistemas equilibrados tienen la misma temperatura. Esta ley es de gran
importancia porque permitió definir a la temperatura como una propiedad
termodinámica y no en función de las propiedades de una sustancia. La
aplicación de la ley cero constituye un método para medir la temperatura de
cualquier sistema escogiendo una propiedad del mismo que varíe con la
temperatura con suficiente rapidez y que sea de fácil medición, llamada
propiedad termométrica. En el termómetro de vidrio esta propiedad es la
altura alcanzada por el mercurio en el capilar de vidrio debido a la
expansión térmica que sufre el mercurio por efecto de la
temperatura. Cuando se alcanza el equilibrio térmico, ambos sistemas
tienen la misma temperatura.