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Termodinamica
- 1. TERMODINAMICA -ESQUIVEL ALZATE LUISAFERNANDA -RAMIREZ FORERO ANDRES MAURICIO
- 2. QUE ES TERMODINAMICA Es la parte de la física que se encarga de estudiar las relaciones existentes entre el calor y el trabajo, especialmente el calor que produce un cuerpo para realizar trabajo. Por consiguiente, los mecanismos destinados a transformar energía calorífica en mecánica toman el nombre de máquinas térmicas. Un concepto esencial de la termodinámica es el de sistema macroscópico, que se define como un conjunto de materia que se puede aislar espacialmente y que coexiste con un entorno infinito e imperturbable.
- 3. DIMENSIONES & UNIDADES Dimensión: Es el nombre que se le da a las cantidades físicas, así: Longitud, masa, tiempo, etc. Unidad: Es la medida de la dimensión. Por ejemplo: pie, metro, y milla son unidades de la dimensión longitud. Los sistemas de unidades se clasifican en: Absolutos: Aquellos donde las unidades de fuerza y energía son derivadas, como el Sistema Internacional (S.I.) Gravitacionales: Los que no cumplen la condición anterior, para ellos la fuerza es una dimensión fundamental definida con base en la fuerza de atracción gravitacional al nivel del mar, un ejemplo es el sistema inglés.
- 4. TEMPERATURA Y ENERGIATERMICA Todos los cuerpos poseen energía interna, debido en parte a la energía cinética de sus partículas. Esta energía se llama energía térmica. A mayor velocidad de las partículas mayor es la energía del cuerpo. La temperatura es una magnitud macroscópica. Los cuerpos con más temperatura pasan energía a los cuerpos con menos temperatura, hasta que éstas se igualan. La temperatura está directamente relacionada con la energía térmica de un cuerpo. A más temperatura, más velocidad tendrán sus partículas.
- 5. CALORMETRIA La Calorimetríaes la medida de la cantidad de calor que cede o absorbe un cuerpo en el curso de un proceso físico o químico. CALOR: Es la Energía Térmica que se transfiere de un objeto a otro cuando entran en contacto mutuo, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos. La dirección de la transferencia de la Energía Térmica es siempre desde la sustancia de mayor temperatura hacia la de menor temperatura (o sea desde la más caliente a la más fría). Cuando fluye calor entre dos objetos o sustancias que se encuentran unidas; se dice que están en CONTACTO TÉRMICO.
- 6. La dilataciónlineal es el aumento de la longitud que experimenta un cuerpo al ser calentado. Donde es la longitud del cuerpo a 0 º C, t es la temperatura a la que se calienta; es la longitud resultante a la temperatura t, y es el coeficiente de dilatación lineal, que es el alargamiento que experimenta la unidad de longitud del sólido, medida a 0ºC, cuando la temperatura se eleva 1 ºC. Esto último es un valor característico de la sustancia La dilatación superficial es el aumento de superficie que experimenta un cuerpo por efecto del calor. Donde es la superficie del cuerpo a 0ºC; t es la temperatura a la que se calienta, es la superficie resultante a la temperatura t, y es el coeficiente de dilatación superficial, que es el aumento que experimenta la unidad de superficie de un cuerpo, medida a 0ºC cuando la temperatura se eleva 1ºC. La dilatación cúbica es el aumento de volumen que experimenta un sólido al elevar su la temperatura. Donde , es el volumen del cuerpo a 0ºC, t es la temperatura a la que se calienta; es el volumen resultante a la temperatura t, y , es el coeficiente de dilatación cúbica, que es al aumento que experimenta la unidad de volumen de un cuerpo, medida a 0ºC, cuando la temperatura se eleva 1 ºC
- 7. LEYES DE LATERMODINAMICA PRINCIPIO CERO: Este principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado. En palabras llanas: «Si pones en contacto un objeto frío con otro caliente, ambos evolucionan hasta que sus temperaturas se igualan». Tiene una gran importancia experimental «pues permite construir instrumentos que midan la temperatura de un sistema» pero no resulta tan importante en el marco teórico de la termodinámica.
- 8. Primera leyde 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. En palabras llanas: "La energía ni se crea ni se destruye: solo se transforma" La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente: Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:
- 9. Segunda leyde la termodinámica Esta ley marca 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, de tal manera 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
- 10. Tercera leyde la termodinámica. Algunas fuentes se refieren incorrectamente al postulado de Nernst como "la tercera de las leyes de la termodinámica". Es importante reconocer que no es una noción exigida por la termodinámica clásica por lo que resulta inapropiado tratarlo de «ley», siendo incluso inconsistente con la mecánica estadística clásica y necesitando el establecimiento previo de la estadística cuántica para ser valorado adecuadamente. La mayor parte de la termodinámica no requiere la utilización de este postulado. El postulado de Nernst, llamado así por ser propuesto 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.
- 11. APLICACIONES * Enla construcción de edificaciones, en especial de las estructuras metálicas se tiene que tomar en cuenta sus propiedades al dilatarse o contraerse con los cambios de temperatura del ambiente. * En el estudio de los cambios de fase de las diferentes sustancias. * En la construcción de máquinas térmicas, por ejemplo: motores que funcionan con combustible, refrigeradoras ... El estudio del rendimiento de reacciones energéticas. El estudio de la viabilidad de reacciones químicas. El estudio de las propiedades térmicas de los sistemas (dilataciones, contracciones y cambios de fase). Establece rangos delimitados de los procesos posibles en función de leyes negativas.