Sistemas Termodinamicos

Materia: Termodinámica

Sistemas termodinámicos en el entorno

Armando Garza Munguia

AL12528539

21 de octubre de 2013

Introducción

Definición de termodinámica

La termodinámica es la disciplina que dentro de la ciencia madre, la Física, se ocupa del estudio de las relaciones que se establecen entre el calor y el resto de las formas de energía. Entre otras cuestiones la termodinámica se ocupa de analizar los efectos que producen los cambios de magnitudes tales como: la temperatura, la densidad, la presión, la masa, el volumen, en los sistemas y a un nivel macroscópico.

La base sobre la cual se ciernen todos los estudios de la termodinámica es la circulación de la energía y como ésta es capaz de infundir movimiento.

Vale destacar que justamente esta cuestión fue la que promovió el desarrollo de esta ciencia, ya que su origen se debió a la necesidad de aumentar la eficiencia de las primeras máquinas de vapor.

Entonces, desde este puntapié inicial, la termodinámica, se ha ocupado de describir cómo es que los sistemas responden a los cambios que se producen en su entorno, pudiéndose aplicar a una infinidad de situaciones, tanto de la ciencia como de la ingeniería, como ser: motores, reacciones químicas, transiciones de fase, fenómenos de transporte, agujeros negros, entre otras.

En tanto, la termodinámica presenta tres leyes fundamentales…la primera ley se conoce popularmente como el principio de conservación de la energía y sostiene que si un sistema intercambia calor con otro, su propia energía interna cambiará. En este caso, el calor será la energía necesaria que deberá intercambiar un sistema para compensar las diferencias entre la energía interna y el trabajo.

Por su lado, la segunda ley , propone distintas restricciones para las transferencias de energía, que podrían concretarse si se tiene en cuenta la ley primera; el segundo principio habla de la regulación de dirección en la cual se llevan a cabo los procesos termodinámicos, imponiendo la posibilidad de que los mismos se desarrollen en sentido contrario. Esta segunda ley se encuentra apoyada en la entropía (magnitud física que mide parte de la energía que podrá utilizarse para producir trabajo).

Y la tercera y última ley sostiene que es imposible alcanzar una temperatura que sea igual a cero absoluto a través de un número finito de procesos físicos.

Características de los sistemas termodinámicos

• Sistema aislado: es aquél que no intercambia ni materia ni energía con los alrededores.

• Sistema cerrado: es aquél que intercambia energía (calor y trabajo) pero no materia con los alrededores (su masa permanece constante).

• Sistema abierto: es aquél que intercambia energía y materia con los alrededores.

En la siguiente figura se han representado los distintos tipos de sistemas termodinámicos.

Ejemplos de los sistemas termodinámicos

Prácticamente todo lo que nos rodea está sujeto a alguna fuerza externa, esta implícito hasta en las más pequeñas actividades.

Ejemplos:

• Los motores de combustión

• Un globo aerostático

• Calentar agua para un café

• En las celdas solares para generación de energía eléctrica

• Los procesos del cuerpo humano

• El sol calentando el planeta

• El flujo de agua por las cañerías

• El acelerar o pisar el freno de un vehículo

• El aire contenido en una llanta

• En un Biodigestor

Descripción de cómo se delimitan los sistemas termodinámicos

Isotérmicos (la temperatura no se modifica)

Se denomina proceso isotérmico o proceso isotermo al cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante

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