Definiciones termodinamica
Enviado por Euge Heredia • 20 de Diciembre de 2022 • Apuntes • 2.137 Palabras (9 Páginas) • 128 Visitas
Gas ideal:
Un gas ideal se define como uno en el que todas las colisiones entre átomos o moléculas son perfectamente elásticas y en el que no hay fuerzas de atracción intermoleculares (entre moléculas).
Propiedades de los gases ideales
Algunas de las principales propiedades de los gases ideales son:
- Poseen siempre un mismo número de moléculas.
- No tienen fuerzas de atracción o repulsión entre sus moléculas.
- No pueden experimentar transiciones de fase (gas-líquido, gas-sólido).
- Las moléculas del gas ideal ocupan siempre el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura.
Ejemplos
- Aire
- Dióxido de carbono
- Monóxido de carbono
- Hidrógeno
- Nitrógeno
Fórmula general de la ley
[pic 1]Ecuación gases ideales
Gases reales:
Los gases reales, son aquellos que presentan desviaciones al comportamiento de un gas ideal. Esta diferencia de comportamiento se debe principalmente a las interacciones entre las moléculas del gas.
Primera ley:
La primera ley de la termodinámica determina que la energía interna de un sistema aumenta cuando se le transfiere calor o se realiza un trabajo sobre él.
Criterio IUPAC [pic 2] Se considera positivo aquello que aumenta la energía interna del sistema, o lo que es lo mismo, el trabajo recibido o el calor absorbido. | Criterio tradicional [pic 3] Se considera positivo el calor absorbido y el trabajo que realiza el sistema sobre el entorno. |
∆U=Q+W
| ∆U=Q-W
|
Donde:
- ∆U : Incremento de energía interna del sistema ( ∆U = Ufinal - Uinicial ).
- Q : Calor intercambiado por el sistema con el entorno.
- W : Trabajo intercambiado por el sistema con el entorno.
La energía interna es un sistema formado por gran cantidad de partículas en movimiento. Cada una de ellas posee:
- energía cinética, por el hecho de encontrarse a una determinada velocidad
- energía potencial gravitatoria, por el hecho de encontrarse en determinadas posiciones unas respecto de otras
- energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el interior del sistema
La energía interna de un gas ideal depende únicamente de la temperatura que tenga el gas. La variación de energía interna que experimenta un gas al cambiar de temperatura viene dada por:
∆U=m·cv·∆T
Donde:
- ∆U : Incremento de energía interna del gas ( ∆U = Ufinal - Uinicial ).
- m : Masa. Cantidad de gas considerada.
- cv : Calor específico a volumen constante. Representa la facilidad que el gas tiene para variar su temperatura cuando intercambia calor con el entorno.
- ∆T : Variación de temperatura. Viene determinada por la diferencia entre la temperatura inicial y la final ∆T = Tf -Ti .
El calor es la energía intercambiada entre un cuerpo y su entorno por el hecho de encontrarse a distinta temperatura. El calor, como el trabajo, es energía en tránsito
Segunda ley de la termodinámica: No es posible que el calor fluya desde un cuerpo frío hacia un cuerpo mas caliente, sin necesidad de producir ningún trabajo que genere este flujo. La energía no fluye espontáneamente desde un objeto a baja temperatura, hacia otro objeto a mas alta temperatura.
El rendimiento o eficiencia térmica es la relación entre el trabajo realizado y el calor suministrado a la máquina en cada ciclo. Su expresión viene dada por:
η=WQ1=Q1-Q2Q1=1-Q2Q1
Donde:
- η : Rendimiento o eficiencia térmica. Representa la parte de calor que la máquina aprovecha para realizar trabajo.
- W : Trabajo realizado por la máquina.
- Q1 , Q2 : Calor. Representa el flujo de calor transferido entre la fuente y la máquina y la máquina y el sumidero respectivamente.
Eficiencia de ciclos por Segunda Ley de la Termodinámica
En las secciones anteriores se definió la eficiencia térmica así como el coeficiente de funcionamiento (coefficient of performance, cop) como una medida del desempeño de los dispositivos. Ya que estos son definidos con base en la primera ley se conocen como eficiencias por primera ley [pic 4]. Sin embargo esta eficiencia no hace referencia al máximo desempeño posible.
Como ejemplo considere dos máquinas térmicas, ambas con La eficiencia térmica
[pic 5] Reversible: es un proceso que, una vez que ha tenido lugar, puede ser invertido (recorrido en sentido contrario) sin causar cambios ni en el sistema ni en sus alrededores. Irreversible: es un proceso que no es reversible. Los estados intermedios de la transformación no son de equilibrio. Energía Libre de Gibbs: Conceptualmente el cambio en la energía libre de Gibbs, es la energía que puede utilizarse para hacer trabajo. Para calcular la energía libre de Gibbs se utiliza la siguiente ecuación: ΔG = ΔH – TΔS ECUACIÓN DE GIBBS La espontaneidad de una reacción química se predice al conocer y comprender cómo interactúan la entalpía ΔH, la entropía ΔS y la temperatura T. |
El diagrama PVT es la representación en el espacio tridimensional Presión - Volumen específico - Temperatura de los estados posibles de un compuesto químico.
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