descripción de trabajo termodinámico y calor con ejemplo

1. UNIVERSIDADFERMINTORO
ESCUELADEINGENIERIAELECTRICA
PARTICIPANTE:
Alberto J. Perozo Milan
C.I. 20.923.199
Gustavo Barrios
FACILITADORR:
Rivas Fernando Yira
SAIA A
2014
TRABAJO
Y
CALOR TERMODINAMICO

2. Trabajo Termodinámico
es
La transferencia de energía
interna asociada a una
variación de volumen
Forma de trabajo es la relacionada
con
Cambios de volumen
Expansiones o comprensiones
que tiene lugar en un sistema bajo la
acción de una presión exterior
Otra forma que existe
de intercambio entre
dos sistemas
Sistema Termodinámico Simple
tipo
es
Un sistema que solo puede
intercambiar trabajo con
sus alrededores solo por
cambio de volumen
llamado
trabajo P-V
Se hace trabajo, cuando se
causa movimiento frente a
una fuerza opositora
No es
formas de energía
función de estado
del sistema

3. Pistón
Gas
𝐴
𝑉 𝑖
tabique
móvil
paredes fijas
son
adiabáticas e impermeables
el gas solo puede ganar energía
interna si incrementa de volumen
inicio
𝑃𝑒𝑥
P
A
𝑉𝑓
Aplicación
de una
h
∆ 𝑉
Más grande que la
fuerza ejercida en el
pistón por el sistema
Si la fuerza externa
ejercida sobre el
pistón es
El pistón se acelerará hacia
abajo (disminuyendo el
volumen del sistema)
Más pequeña acelerará
hacia arriba
El sistema realizará trabajo
sobre el ambiente

4. mg
𝑃𝑒𝑥
h
∆ 𝑉
Si sobre la superficie móvil de
área colocamos un peso 𝑚𝑔
Área A
𝑃 =
𝑚𝑔
𝐴
La posición de
equilibrio será aquella
para la que la presión
ejercida por el gas
sobre el tabique
compense la presión
ejercida por el peso
Ahora se quita un incremento
de peso infinitesimal sobre el
tabique
la presión interna
superara en una
pequeña
cantidad la 𝑃𝑒𝑥
El tabique se
desplazará hacia
arriba una
distancia ℎ
El gas se habrá expansionado hasta
un volumen 𝑉𝑓
𝑉𝑓
𝑉𝑖
Para reestablecer el
equilibrio de presiones
∆𝑈 = 𝑚𝑔ℎ = 𝑃𝐴ℎ = −𝑃∆𝑉
El peso ha
ganado
energía
potencial
Es la misma
energía
perdida por el
gas
La energía total y el peso deben conservarse
Se realiza un trabajo
𝑊 = −𝐹ℎ = −𝑃𝑆 ℎ
∆𝑉
= −𝑃 ∆𝑉
𝑉 𝑓−𝑉𝑖
si repetimos el proceso quitando
sucesivamente pesos
el trabajo total
𝑊 = − 𝑃𝑖∆𝑉𝑖 = − 𝑃𝑑𝑣
𝑊 expresado en julios (J)
la presión en pascales (Pa)
volumen en metros cúbico .
EJEMPLO

5. Calores
La transferencia de energía a
través de una frontera de un
sistema
Una substancia, sino más bien una
forma de transferencia de energía o
energía intercambiada
Cuando el calor fluye de un
objeto caliente a otro más frío
dos sistemas
energía en transito
Función de las
coordenadas.
A la diferencia de temperatura
entre el sistema y su entorno
debido
es incorrecto “calor de un cuerpo”
“el trabajo de un cuerpo”
Una función de
estado del sistema
No es
entre
Ejemplo
La energía la que está
siendo transferida del
primero al segundo
es
Hablar de calor que
posee un sistema
decir
El calor y el trabajo son variables energéticas
de transito convertibles entre si
Una máquina de vapor
es una máquina
diseñada para convertir
calor en trabajo
El giro de una rueda con paletas en un
tanque de agua produce calor por
fricción representa el proceso inverso,
la conversión de trabajo en calor
Cuando se transfiere calor a un cuerpo, y no hay
cambio en la energía cinética o potencial del sistema
La temperatura del mismo aumenta
excepción
los cambios
de fase

6. La cantidad de energía térmica
(Q) necesaria para elevar la
temperatura de un sistema
Se determina
𝑄 = 𝐶𝑇 = 𝑚𝑐𝑇
donde C es la capacidad
térmica o calorífica
Se obtiene
su
Unidad térmica
de calor o caloría
La cantidad de energía térmica necesaria para elevar la temperatura de un
gramo de agua en un grado Celsius (°C)
es
C= 𝑐𝑚 donde
𝑚 𝑒𝑠 𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑎
c es el calor específico
la capacidad
térmica
es
por
unidad de masa
Una medida de cómo de
insensibilidad térmica
muestra una sustancia a la
adición de energía térmica
es
A mayor C
Para causar un cambio
particular de temperatura
es
La energía térmica que se necesita
para aumentar un grado la
temperatura de la sustancia
𝑇 𝑒𝑠 𝑙𝑎 variación
de temperatura
Más energía debe ser añadida a una
masa
1 cal = 4,186 J
𝑐 𝑎𝑔𝑢𝑎 = 4,186
𝐽
𝑘𝑔 °𝐾

7. 𝐶 𝑚 = 𝑚𝑐
Resultando que la
capacidad calorífica de
moles (𝑛) de una
sustancia
𝐶 = 𝑛𝐶 𝑚
es
Igual al calor específico (capacidad calorífica por unidad de
masa) multiplicando por la masa molar M (masa por mol)
Es decir
es