Este documento discute varias propiedades termodinámicas fundamentales como la energía interna y la entropía. Explica cómo otras propiedades como la entalpía y las energías libres de Helmholtz y Gibbs se pueden definir a partir de estas dos propiedades fundamentales. También cubre los principios matemáticos de las funciones de estado y cómo la tabla de Bridgman puede usarse para expresar derivadas parciales de propiedades termodinámicas en términos de propiedades volumétricas medibles.

1. República bolivariana de Venezuela
Ministerio del poder popular para la educación
I.U.P Santiago Mariño
Barinas- Edo Barinas
Relaciones Termodinámicas
Alumno: Gustavo Solórzano
CI:20545752
Profesora: Blanca Salazar

2. Propiedades Termodinámicas Básicas
El desarrollo conceptual de la termodinámica se basa
en una serie de propiedades fundamentales que se
asocian a la materia. De éstas, algunas son medibles
como es el caso de la temperatura, presión y volumen
específico (o equivalentemente, densidad) que fueron
tratadas en lujo de detalle en capítulos anteriores. A
medida que nuestros conocimientos sobre
termodinámica fueron expandiéndose, vimos como la
primera y segunda ley nos dan la posibilidad de definir
de manera conceptual tanto la energía interna, (u) como
la entropía (s). A partir de estas propiedades
fundamentales se pueden definir por capricho o
comodidad un sin número de propiedades ya sea por
combinación algebraica o por derivación.

3. Para ser rigurosos, las únicas propiedades fundamentales son la energía interna y la
entropía. Todas las otras propiedades pueden definirse a partir de estas dos, como se verá
más adelante. Lamentablemente, al no poder medirlas directamente en un laboratorio, nos
vemos en la necesidad de hacer énfasis en P, v y T que si son mensurables
Vamos a repasar algunas de estas propiedades derivadas: En primer lugar destaca la entalpía
(h) que aparece como término repetitivo en el planteamiento de la primera ley para
sistemas abiertos. Recordando:
h = u + Pv 4
De la aplicación de los criterios de disponibilidad para sistemas cerrados y abiertos
(F,Y) F = u - T s0 9.1 Y = h - T s
Las funciones de exergía para sistemas cerrados y abiertos sugieren la definición de otras
propiedades termodinámicas extremadamente útiles. Ellas son las llamadas energías libres.
Encontramos así la energía de
Helmholtz (a) definida como a = u - Ts
y la la energía de
Gibbs (g) definida como g = h - Ts

4. Las matemáticas de las funciones de estado Antes de introducirnos en el estudio de las
relaciones entre las propiedades termodinámicas debemos refrescar algunos principios
matemáticos básicos. Consideremos una función de tres variables,
f (x, y, z) = 0
donde x, y y z pueden en principio ser tres variables cualesquiera, (como por ejemplo P, v y
T). Está claro que si tal función existe, al conocer dos de las variables, la tercera está
perfectamente definida, o sea que la relación podría escribirse como cualquiera de las
siguientes maneras:
x = x (y, z) y = y (x, z) z = z (x, y)
Tablas de Bridgeman
El problema de mayor interés que concierne las relaciones termodinámicas es el expresar
derivadas parciales de tipo (dx/dy)z , donde x, y y z pueden sen cualesquiera entre P, T, v, s,
u, h, a, g en función de propiedades volumétricas medibles (P, T, v, Cp y sus derivadas).
Existen varios métodos para lograr este propósito. Uno de ellos es a través del conocimiento
de las relaciones antes vistas y con un poco de ingenio y visión. En algunos casos, el obtener
una relación deseada se convierte en un “arte” más que otra cosa. Es posible sistematizar la
conversión entre variables, usando transformadas de Legendre. Esta vía hace que el proceso
sea menos “artesanal” pero requiere de unos cuantos conocimientos matemáticos
adicionales. Adicionalmente, uno podría hacer el esfuerzo una vez, y presentar una tabla con
todos los resultados. Esta proposición resulta ser poco práctica, pues el número de posibles
derivadas es de 336. Hay, sin embargo, una manera de simplificar el problema. Una derivada
parcial puede convertirse en una fracción al introducir una variable auxiliar al problema,

5. RELACIONES TERMODINÁMICAS EN SISTEMAS DE
UN COMPONENTE
Combinación de la primera y la segunda ley. Criterios de
equilibrio. Condiciones de equilibrio térmico, mecánico y
difusivo. Ecuaciones de Clapeyron y de Clausius-Clapeyron.
Ecuaciones fundamentales. Funciones de Gibbs y
Helmholtz. Relaciones de Maxwell. Tabla de Bridgman
para derivadas termodinámicas