Termodinamica

TERMODINÁMICA

La termodinámica (de las palabras griegas “calor” y “potencia”) es el estudio del calor, el trabajo, la energía y los cambios que provocan en los estados de los sistemas. En un sentido más amplio, la termodinámica estudia las relaciones entre las propiedades macroscópicas de un sistema. La temperatura es una propiedad esencial en la termodinámica, y por eso se define a veces la termodinámica como el estudio de la relación entre la temperatura y las propiedades macroscópicas de la materia.

La termodinámica de equilibrio,

Energía.- Es la capacidad de un sistema físico para realizar un trabajo. La materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación a las fuerzas que actúan sobre ellos.

Trabajo.- En Termodinámica. Se define al trabajo como cualquier cantidad que fluye a través de la frontera de un sistema durante un cambio de estado y que puede usarse por completo para elevar un cuerpo en el entorno.

Deben señalarse diversos aspectos de ésta definición de trabajo.

El trabajo sólo aparece en la frontera de un sistema.

El trabajo sólo aparece durante un cambio de estado

El trabajo se manifiesta por su efecto en el entorno

La cantidad de trabajo es igual a mgh, donde m es la masa elevada; g, la aceleración debida a la gravedad, y h, la altura a que se ha elevado el cuerpo.

El trabajo es una cantidad algebraica; es positiva si se eleva la masa, en cuyo caso decimos que se ha producido un trabajo en el entorno o ha fluido hacia el entorno; en negativa cuando la masa desciende y entonces decimos que se ha destruido trabajo o ha fluido desde el entorno.

Calor.- En termodinámica, se define el calor como una cantidad que fluye a través de la frontera de un sistema durante un cambio de estado en virtud de una diferencia de temperatura entre el sistema y su entorno y que fluye de un punto de temperatura mayor a otro de temperatura menor.

Debemos hacer hincapié en lo siguiente.

El calor sólo aparece en la frontera del sistema.

El calor sólo aparece durante un cambio de estado.

El calor se manifiesta por un efecto en el entorno.

La cantidad de calor es igual al número de gramos de agua del entorno que aumentan su temperatura en un grado partiendo de una temperatura específica bajo una presión específica.

CAPACIDAD CALORÍFICA A PRESION Y VOLUMEN CONSTANTES

La capacidad calorífica de un sistema cerrado en un proceso infinitesimal se define como

C=lim┬(∆T→0)⁡〖Q/∆T〗

La capacidad calorífica depende de la P y T de trabajo.

Como el calor no es una función de estado, habrá que definir qué tipo de proceso se realiza cuando queramos saber que transferencia de energía en forma de calor es necesaria para variar la temperatura del sistema.

Si el proceso se realiza a presión constante se define la capacidad calorífica a presión constante como:

C_p=q_p/dT

Si el proceso se realiza a volumen constante se define la capacidad calorífica a volumen constante como:

C_v=q_v/dT

Puesto que Q_v=∆U y 〖 Q〗_p=∆H

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