La termodinámica describe los estados del equilibrio a través de la energía interna y el volumen. Estudia la transformación de energía térmica en energía mecánica y viceversa. Las leyes de la termodinámica establecen que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma (primera ley), y que es imposible convertir toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas (segunda ley). La termodinámica tiene aplicaciones importantes en la ciencia y la tecnología.

1. Termodinámica.
La Termodinámica es la rama de la física que describe los estados del equilibrio a través de la
energía interna y volumen, también de magnitudes de temperatura y presión que son derivados del
volumen y la energía interna.
La termodinámica trata acerca de la transformación de energía térmica en energía mecánica y el
proceso inverso, la conversión del trabajo en calor, pues casitoda la energía disponibles de la
materia prima se libera en forma de calor resulta fácil advertir por que la termodinámica tiene un
papel demasiado importante en la ciencia y la tecnología
Energía Interna
La energía interna, se acepta como una manifestación macroscópica de las leyes de conservación de
la energía a nivel microscópico, que permite caracterizar elestado energético del sistema
macroscópico.
El desarrollo de la termodinámica depende mucho del sistema termodinámico
, el equilibrio, sus alrededores, y la temperatura.
Las moléculas de un cuerpo contienen energía cinética por su movimiento y energía potencial por
las fuerzas que ejercen entre si por lo tanto la energía interna de un cuerpo es la suma de la energía
cinética y potencial de sus moléculas.
Equilibrio Termodinámico
El equilibrio termodinámico es aquel en el que dos sistemas se encuentran sus temperaturas,sus
presiones y sus potenciales químicos con el mismo valor.
Leyes de la Termodinámica
En la termodinámica se encuentran tres leyes, el principio cero y varios enunciados. Todos estos
tienen mucha importancia en la termodinámica por que en parte nos ayudan a entender y
comprender esta rama de la física.
Principio Cero
El principio cero de la termodinámica propone que hay una temperatura empírica 0, que se
encuentra comúnmente en los estados del equilibrio termodinámico que están en equilibrio mutuo.
Este principio es muy fundamental para la termodinámica y sus leyes, pero no fue formulado en su
totalidad hasta que fueron presentadas las demás leyes, por eso recibe el nombre de principio cero.
Una de las afirmaciones del principio cero es: "Si un sistema A que está en equilibrio térmico con
un sistema B, está en equilibrio térmico también con un sistema C, entonces los tres sistemas A, B y
C están en equilibrio térmico entre sí".
Primera Ley de la Termodinámica
“La energía no se crea,ni se destruye solo se transforma.”
Esta primera ley establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o éste intercambia calor con
otro, la energía interna del sistema cambiará. Desde varios puntos de vista esta ley permite definir el
calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias
entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824 y su
ecuación general es la siguiente:

2. Que nos indica que U es la energía interna del sistema, Q es la cantidad de calor aportado al sistema
y W es el trabajo realizado por el sistema.
El valor de Q es positivo cuando entra calor al sistema y negativo si sale de el. El valor de W es
positivo si el sistema realiza trabajo y negativo si se efectúa trabajo de los alrededores sobre el
sistema.
1 Joule = 0.239 Cal
1 Cal = 4.2 Joule
Segunda Ley de la Termodinámica
Esta ley establece la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin
pérdidas. También impone restricciones para las transferencias de energía que 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 la
variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero.
Tercera Ley de la termodinámica
Esta ley propone y afirma que es posible alcanzar una temperatura de cero absolutos por medio de
procesos físicos. Esta ley fue propuesta por Walther Nernst.
Termometría
La termometría es la rama encargada de medir la temperatura de los cuerpos y sistemas mediante el
termómetro que esta realizado y basado por medio del principio Cero.
Escalas de Temperatura
Para entender las escalas de la temperatura se puede obtener como ejemplo el termómetro, un
instrumento para medir la temperatura,que es realizado a través de procesos en los cuales la
temperatura permanece constante.
El punto de ebullición es un punto importante para lograr estos procesos de escalas de temperatura.
Las escalas de temperatura mas importantes son la de Fahrenheit, Celsius y la de Kelvin.
Sistema y Ambiente
Se puede definir un sistema como un conjunto de materia, que está limitado por una superficie, que
le pone el observador, real o imaginaria. Si en el sistema no entra ni sale materia, se dice que se
trata de un sistema cerrado, o sistema aislado si no hay intercambio de materia y energía,
dependiendo del caso. En la naturaleza, encontrar un sistema estrictamente aislado es,por lo que
sabemos, imposible, pero podemos hacer aproximaciones. Un sistema del que sale o entra materia,
recibe el nombre de abierto.
Variables Térmicas
Las variables que tienen relación con el estado interno de un sistema, se llaman variables
termodinámicas o coordenadas termodinámicas, y entre ellas las más importantes en el estudio de la
termodinámica son: masa,densidad, volumen, presión y temperatura.
Contacto térmico

3. Se dice que dos sistemas están en contacto térmico cuando puede haber transferencia de calor de un
sistema a otro.
Maquina de Vapor
Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una
cantidad de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
1 Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión
del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el
movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación
que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una
vez alcanzado el final de carrera elémbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua
utilizando la energía cinética de un volante de inercia.
2 El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la
renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.
Procesos termodinámicos
Se dice que un sistema pasa por un proceso termodinámico, o transformación termodinámica,
cuando al menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia. Los procesos más importantes
son:
*Procesos isotérmicos: son procesos en los que la temperatura no cambia.
*Procesos isobáricos: son procesos en los cuales la presión no varía.
*Procesos isócoros: son procesos en los que el volumen permanece constante.
*Procesos adiabáticos: son procesos en los que no hay transferencia de calor alguna.
*Procesos diatérmicos: son procesos que dejan pasar el calor fácilmente.
Rendimiento termodinámico o eficiencia
Un concepto importante en la ingeniería térmica es el de rendimiento. El rendimiento de una
máquina térmica se define como:
Donde, dependiendo del tipo de máquina térmica, estas energías serán elcalor o el trabajo que se
transfieran en determinados subsistemas de la máquina.
Dilatación térmica
La dilatación térmica corresponde al efecto en el cual, las sustancias se "agrandan" al aumentar la
temperatura. En objetos sólidos, la dilatación térmica produce un cambio en las dimensiones
lineales de un cuerpo, mientras que en el caso de
líquidos y gases,que no tienen forma permanente,la dilatación térmica se manifiesta en un cambio
en su volumen.
Dilatación lineal
Consideremos primero la dilatación térmica de un objeto sólido, cuyas dimensiones lineales se
pueden representar por l0, y que se dilata en una cantidad ΔL. Experimentalmente se ha encontrado
que para casitodas las sustancias y dentro de los límites de variación normales de la temperatura, la

4. dilatación lineal ΔL es directamente proporcional al tamaño inicial l0 y al cambio en la temperatura
Δt, es decir:
Donde se llama coeficiente de dilatación lineal, cuya unidad es el recíproco del grado, es decir [°C]-
1.
Dilatación superficial
Es el mismo concepto que el de dilatación lineal salvo que se aplica a cuerpos a los que es aceptable
y preferible considerarlos como regiones planas; por ejemplo, una plancha metálica. Al serle
transmitida cierta cantidad de calor la superficie del objeto sufrirá un incremento de área:ΔA.
Donde γ se llama coeficiente de dilatación superficial.
Dilatación volumétrica
La dilatación volumétrica de un líquido o un gas se observa como un cambio de volumen ΔV en
una cantidad de sustancia de volumen V0, relacionado con un cambio de temperatura Δt. En este
caso,la variación de volumen ΔV es directamente proporcional al volumen inicial V0 y al cambio
de temperatura Δt,para la mayor parte de las sustancias y dentro d
e los límites de variación normalmente accesibles de la temperatura, es decir:
Donde β se llama coeficiente de dilatación volumétrica, medida en la misma unidad que el
coeficiente de dilatación lineal 2 alfa.

5. REPUBLICABOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD “FERMIN TORO”
CABUDARE EDO.LARA
DECANATO DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA EN MANTENIMENTO MECANICO
ENSAYO
INTRODUCCION A LA
TERMODINAMICA
ALUMNO: Jose Jesus Chavez
C. I: 20.942.665