Termodinamica

Temas de Física.

Termodinámica.

Introducción

La termodinámica es la parte de la física que trata de los fenómenos relacionados con la energía térmica y de las leyes, que rigen su transformación en otro tipo de energía. La variación de energía térmica acumulada en un medio en un proceso de calentamiento o de enfriamiento se obtiene como el producto de la masa del medio, por su calor específico y por el salto térmico, pero no toda la energía térmica almacenada en un medio es utilizable.

Termodinámica

Se define como el campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía. Los principios de la termodinámica tienen una importancia fundamental para todas las ramas de la ciencia y la ingeniería.

Cuando un sistema macroscópico pasa de un estado de equilibrio a otro, se dice que tiene lugar un proceso termodinámico. Las leyes o principios de la termodinámica, descubiertos en el siglo XIX a través de meticulosos experimentos, determinan la naturaleza y los límites de todos los procesos termodinámicos.

Principio Cero de la termodinámica

. El llamado principio cero de la termodinámica dice:

Si dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico con un tercero, entonces están en equilibrio térmico entre sí

Este afirma que si dos sistemas distintos están en equilibrio termodinámico con un tercero, también tienen que estar en equilibrio entre sí. Esta propiedad compartida en el equilibrio es la temperatura.

El siglo pasado se enunció el primer principio de la termodinámica o principio de conservación de la energía. Puede enunciarse así: «La energía puede transformarse de calor en trabajo o de trabajo en calor, siendo constante su relación de equivalencia».

Q = E + W

Donde: Q.- calor absorbido por el gas; E.- energía interna del gas; W.- trabajo hecho por el gas

El primer principio es una ley de conservación de la energía. Afirma que, como la energía no puede crearse ni destruirse la cantidad de energía transferida a un sistema en forma de calor más la cantidad de energía transferida en forma de trabajo sobre el sistema debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema. El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

Segunda ley

El segundo principio, enunciado en 1851 por lord Kelvin, afirma que «es imposible realizar una transformación cuyo único resultado sea la conversión en trabajo del calor extraído de una sola fuente a temperatura uniforme». El principio puede exponerse de diferentes formas. Pero la limitación que impone es que la transformación sólo es posible si se toma energía de un foco caliente y parte de ella se devuelve a un foco más frío. La diferencia entre la energía tomada y la devuelta es la energía térmica que se ha transformado en trabajo. La segunda ley de la termodinámica da una definición precisa de una propiedad llamada entropía. La ENTROPÍA puede considerarse como una medida de lo próximo o no que se halla un sistema al equilibrio; también puede considerarse como una medida del desorden (espacial y térmico) del sistema.

Trabajo (física)

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Trabajo (W)

Trabajo realizado por una fuerza constante.

Magnitud

Trabajo (W)

Definición Producto de la fuerza ejercida sobre un cuerpo por su desplazamiento

Tipo Magnitud escalar

Unidad SI

Julio (J)

Otras unidades Kilojulio (kJ)

Kilográmetro (kgm)

En mecánica clásica, el

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