Termodinamica

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CALKINI

EN EL ESTADO DE CAMPECHE.

INGENIERÍA INDUSTRIAL.

SEGUNDO SEMESTRE

MATERIA: física ll

INGENIERÍA INDUSTRIAL

SUBTEMA 4.4.3. POTENCIALES TERMODINÁMICOS

http://webpages.ull.es/users/mlgarcia/TermoII/TermoIIcap1a.htm

www.loreto.unican.es/Termodin/Termo99Cap10.html

ING. ALDO LEONEL RODRÍGUEZ BARBOSA

Capítulo 1. POTENCIALES TERMODINÁMICOS

Transformación de Legendre

El cambio de representación consiste en la sustitución de Xi en la ecuación

por

resultando

Energía Interna

U = U(S, V, N1, N2, ..., Nc)

Función de Helmholtz

F = F(T, V, N1, N2, ..., Nc)

Entalpía

H = H(S, P, N1, N2, ..., Nc)

Función de Gibbs

G = G(T, P, N1, N2, ..., Nc)

Relaciones entre los potenciales termodinámicos

• Relaciones de Gibbs-Helmholtz:

Relaciones de Maxwell

;

;

Transformación de las derivadas segundas de la ecuación fundamental Las derivadas segundas de los potenciales termodinámicos para un sistema expansivo cerrado pueden expresarse en función de:

Aunque la Ecuación Fundamental de un sistema contiene toda la

información sobre el mismo, las variables extensivas entropía, energía interna, y

volumen, son poco operativas cuando se llevan a cabo experiencias de laboratorio.

Como los procesos naturales, y más bien los procesos de interés experimental,

ocurren raramente en sistemas aislados, se han de encontrar criterios de

espontaneidad y de equilibrio que puedan aplicarse cuando un sistema interaccione

con su entorno, utilizando magnitudes que omitan toda

referencia a cambios en el exterior del sistema termodinámico objeto de interés.

Por esta razón es interesante

poder obtener Ecuaciones Fundamentales, que conserven toda la información

termodinámica sobre el sistema, pero expresadas en función de variables, como la

temperatura o la presión, fácilmente medibles en el laboratorio. Matemáticamente,

se trata de transformadas de Legendre de las Ecuaciones Fundamentales en la

representación de la energía interna o de la entropía. Estas nuevas

Ecuaciones Fundamentales, serán los

denominados potenciales termodinámicos.

A su vez, los potenciales termodinámicos son una consecuencia directa de

la Ley de No Disminución de la Entropía. Sin embargo, la aplicación

del Principio de No Disminución de la Entropía o del Principio de No Aumento de

la Energía Interna no es una forma habitual de introducir los potenciales

termodinámicos. Este enfoque se ha elegido, precisamente, para enfatizar cómo la

extensión natural del formalismo termodinámicos de sistemas aislados a

otro tipo de sistemas conduce a los diversos potenciales termodinámicos.

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