La termodinámica estudia los efectos de los cambios de temperatura, presión y volumen en sistemas macroscópicos. Se desarrolló para explicar los intercambios de masa y energía térmica entre sistemas. Las leyes de la termodinámica describen la conservación y transferencia de energía. La primera ley establece la conservación de la energía, la segunda impone restricciones a las transferencias de energía, y la tercera afirma que es imposible alcanzar el cero absoluto en procesos finitos

1. TERMODINÁMICA. Juanita Velásquez Sánchez 9b

2. Que es? Rama de la física que estudia los efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas a un nivel macroscópico. También podemos decir que la termodinámica nace para explicar los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo especificaremos que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento. Históricamente, la termodinámica se desarrolló a partir de la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

3. Que son.. las Leyes de la termodinámica? Primera ley de la termodinámica También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente: E entra − E sale = Δ E sistema Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma: U = Q − W

4. Segunda ley de la termodinámica Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrarse en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas. De esta forma, La Segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada entropía tal que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero. Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico. Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin.

5. Tercera ley de la termodinámica La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesta por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de procesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico. La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de “ley”. Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica. Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencias.

6. Que es la Ley Cero? El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir o dar a conocer un estado del sistema (presión, volumen, campo eléctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, coordenadas en el plano x e y) no son dependientes del tiempo. A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas térmicas y dinámicas del sistema. A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas A y B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico ya que aquí las fuerzas electroestáticas se contradicen. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las otras tres leyes. De ahí que recibe la posición nula.

7. PRÁCTICA DE LABORATORIO vamos a tratar la termodinámica, que es la ciencia que se basa en el estudio de las propiedades microscópicas de los sistemas, intentando dar respuesta a las transformaciones que en ellos se producen, considerando las informaciones que se puedan obtener acerca del comportamiento microscópico de las partículas que los constituyen. Se la considera, por tanto, como el puente que relaciona ambas concepciones de la materia. Esta practica consistirá en hallar el calor específico de un cierto material. Materiales: pinzas, soportes, calorímetro, rejilla, 2 termómetros, 2 vasos precipitados, mechero, bola de cristal, báscula. Pasos a seguir para llevar a cabo la practica: Cogemos el vaso precipitado y lo llenamos de agua hasta conseguir mas o menos 100 mg de agua (aproximadamente), que luego medido en la báscula dará exactamente 101.1 Mg. de agua. Echamos el agua en el calorímetro y medimos la temperatura. Obtenemos que el agua está a 25ºC. 25ºC M AGUA = 101.1mg T AGUA = 25ºC

8. C AGUA = 1cal/gr·ºC Después hemos echado una bola de cristal de M =19.7gr en otro vaso de precipitado que posteriormente hemos llenado de agua hasta cubrir la bola, para después calentarlo “al baño maría”. 90ºC M BOLA =19.7 gr / M BOLA + AGUA =120.8 T AGUA = 92ºC = T BOLA C =? En cuanto llega a aproximadamente 92ºC retiramos con cuidado para no quemarnos el vaso del mechero, le apagamos y acto seguido, sin esperar a que la temperatura de la bola descienda, atrapamos la bola con unas pinzas especiales e introducimos la bola dentro del calorímetro que previamente hemos abierto. Dejamos que repose y que la temperatura de la bola actúe sobre la del agua y segundos después observamos que la temperatura final a ascendido 2ºC, es decir, hasta 27ºC. 27ºC MEZCLA: AGUA + BOLA Entonces con los datos obtenidos procedemos a realizar las resoluciones necesarias para averiguar cual es el calor especifico de la bola de cristal. M AGUA · C AGUA · (T FINAL - T AGUA ) = -M BOLA · C BOLA · (T FINAL - T BOLA) 101.1· 1· (27-25) = -19.7 · C BOLA · (27-90) 202.2 = 1280.5· C BOLA

9. Conclusión: hemos demostrado que aun mezclando sustancias como el agua y una bola de cristal, esta ultima, no varía mucho la temperatura final, solo la aumenta 2 ºC, por lo que se cumple la fórmula de: Qg = -Qp C BOLA = 0.157 cal/ grºC Qg = -Qp