1. TERMODINÁMICATERMODINÁMICA
1ra. Ley de la1ra. Ley de la
TermodinTermodinámicaámica

2. Definición:Definición:
 La termodinámica se ocupa deLa termodinámica se ocupa de
la transformación de la energíala transformación de la energía
térmica en energía mecánica ytérmica en energía mecánica y
del proceso inverso, ladel proceso inverso, la
conversión de trabajo en calor.conversión de trabajo en calor.

3. Calor y TrabajoCalor y Trabajo
 Definición de Trabajo:Definición de Trabajo:
– Es igual al producto de una fuerza por unEs igual al producto de una fuerza por un
desplazamiento.desplazamiento.
 Definición de Calor:Definición de Calor:
– Es la energía que fluye de un cuerpo a otro a causaEs la energía que fluye de un cuerpo a otro a causa
de una diferencia de temperatura.de una diferencia de temperatura.
 Condiciones para que exista trabajo y calor:Condiciones para que exista trabajo y calor:
– Para que exista trabajo debe haber unPara que exista trabajo debe haber un
desplazamiento.desplazamiento.
– Para que exista calor debe haber una diferencia dePara que exista calor debe haber una diferencia de
temperaturas.temperaturas.

4.  Estas condiciones representan, tanto en elEstas condiciones representan, tanto en el
trabajo como en el calor, cambios, que portrabajo como en el calor, cambios, que por
lo general, van acompañados de unalo general, van acompañados de una
variación en la energía interna.variación en la energía interna.

5. Energía InternaEnergía Interna
 Un sistema se encuentra en equilibrio térmico siUn sistema se encuentra en equilibrio térmico si
no hay:no hay:
– A) Una fuerza resultante que actúe sobre el sistema yA) Una fuerza resultante que actúe sobre el sistema y
– B) Si la temperatura del sistema es la misma que la deB) Si la temperatura del sistema es la misma que la de
sus alrededores.sus alrededores.
 Estas condiciones requieren que no se realiceEstas condiciones requieren que no se realice
trabajo alguno, ni sobre el sistema ni por eltrabajo alguno, ni sobre el sistema ni por el
sistema, y que no haya intercambio de calor.sistema, y que no haya intercambio de calor.

6. Fórmula:Fórmula:
∆U=∆Q−∆W
∆U= Cambiodeenergíainterna
∆Q=Calornetoabsorbidoporelsistema
∆W= Trabajonetoquerealizaelsistema
∆W Positiva si hace trabajo
Negativa si le hacen trabajo
∆U Positiva si aumenta
Negativa si disminuye
∆Q Positiva si entra calor
Negativa si sale calor

7. Primera ley de la TermodinámicaPrimera ley de la Termodinámica
 La energía no se crea ni se destruye, sóloLa energía no se crea ni se destruye, sólo
se transforma.se transforma.
∆∆U =U = ∆∆Q -Q - ∆∆WW
EEn cualquier proceso termodinámico, el calorn cualquier proceso termodinámico, el calor
neto absorbido por un sistema es igual a laneto absorbido por un sistema es igual a la
suma del equivalente térmico del trabajosuma del equivalente térmico del trabajo
realizado por el sistema y el cambio en larealizado por el sistema y el cambio en la
energía interna del mismo.energía interna del mismo.

8. Diagrama P-VDiagrama P-V
• Cuando un procesoCuando un proceso
termodinámico implica cambiostermodinámico implica cambios
en el volumen y/o en la presión,en el volumen y/o en la presión,
el trabajo realizado por elel trabajo realizado por el
sistema es igual al área bajo lasistema es igual al área bajo la
curva en un diagrama P-V.curva en un diagrama P-V.

9. ∆W = F∆x
P =
F
A
⇒ F = PA∴
∆W = PA∆x
∆W = P∆V

10. Un proceso termodinámico implica
cambios en el volumen y/o presión.
El trabajo realizado por el sistema es
igual al área bajo la curva, diagrama P-V
W=P∆V
W=P(Vf -Vi)
Proceso Isobárico

11. ¿Si tenemos este proceso?¿Si tenemos este proceso?

12. Proceso AdiabáticoProceso Adiabático
 Es aquel en el que no hay intercambio deEs aquel en el que no hay intercambio de
energía térmica (calor)energía térmica (calor) ∆∆Q entre un sistemaQ entre un sistema
y sus alrededoresy sus alrededores
UW
UW
Q
UWQ
∆−=∆
∆+∆=
∴=∆⇒
∆+∆=∆
0
0adiabáticoesSi

13.  Un proceso seUn proceso se
considera adiabáticoconsidera adiabático
cuando:cuando:
– A) Un émbolo seA) Un émbolo se
eleva por la acción deeleva por la acción de
un gas en expansión.un gas en expansión.
– B) Si las paredes delB) Si las paredes del
cilindro se aíslan ycilindro se aíslan y
– C) La expansiónC) La expansión
ocurre rápidamente.ocurre rápidamente.

14. Proceso Isocórico oProceso Isocórico o
IsovolumétricoIsovolumétrico
 Un proceso isocórico es aquel en el que elUn proceso isocórico es aquel en el que el
volumen del sistema permanece constante.volumen del sistema permanece constante.
O sea que no se realiza trabajo.O sea que no se realiza trabajo.
UQ
W
UWQ
∆=∆
∴=∆⇒
∆+∆=∆
0isocóricoesSi

15.  Un proceso isocórico ocurre cuando seUn proceso isocórico ocurre cuando se
calienta un fluido en un recipiente a uncalienta un fluido en un recipiente a un
volumen fijo.volumen fijo.
 Este proceso representa una ganancia oEste proceso representa una ganancia o
pérdida de calor y el correspondientepérdida de calor y el correspondiente
aumento o descenso en la energíaaumento o descenso en la energía
interna, pero no se realiza trabajo.interna, pero no se realiza trabajo.

16. Proceso isotérmicoProceso isotérmico
 Un proceso isotérmico es aquel en el que laUn proceso isotérmico es aquel en el que la
temperatura del sistema permanecetemperatura del sistema permanece
constante.constante.
 Un gas se puede comprimir en un cilindroUn gas se puede comprimir en un cilindro
en forma tan lenta que prácticamenteen forma tan lenta que prácticamente
permanece en equilibrio térmico con suspermanece en equilibrio térmico con sus
alrededores. La presión aumenta a medidaalrededores. La presión aumenta a medida
que el volumen disminuye, pero laque el volumen disminuye, pero la
temperatura es prácticamente la misma.temperatura es prácticamente la misma.

17. Proceso isobáricoProceso isobárico
 Si la presión no cambia durante un proceso,Si la presión no cambia durante un proceso,
se dice que este es un proceso isobárico.se dice que este es un proceso isobárico.
 Un ejemplo, es la ebullición del agua en unUn ejemplo, es la ebullición del agua en un
recipiente abierto. Como el contenedor estarecipiente abierto. Como el contenedor esta
abierto, el proceso se efectúa a presiónabierto, el proceso se efectúa a presión
atmosférica constante.atmosférica constante.

18.  Si no hay cambio de fase, una temperaturaSi no hay cambio de fase, una temperatura
constante indica que no hay cambio en laconstante indica que no hay cambio en la
energía interna.energía interna.
WQ
U
∆=∆
=∆ 0

19.  Identifique lasIdentifique las
trayectorias A, B,trayectorias A, B,
C y D de la figuraC y D de la figura
como isobáricas,como isobáricas,
isotérmicas,isotérmicas,
isocisocóóricas oricas o
adiabáticas.adiabáticas.