Termodinámica

1.- ¿Qué relevancia tiene para la termodinámica y su desarrollo el que Robert Brown reportara que granos de polen suspendidos en líquido se movían erráticamente de un lugar a otro, como si estuvieran bajo agitación constante?

En 1820, ya se habían realizado experimentos químicos que dejaban en evidencia sólida, la existencia de los átomos, los científicos evidenciaban que debía existir un enlace entre termodinámica y la estructura de la materia. El experimento realizado por Brown en 1827 reporto que granos de polen suspendidos en un líquido se movían erráticamente de un lugar a otro como si estuvieran bajo agitación constante. En 1905 Albert Einstein explico el experimento de Brown utilizando la teoría cinética. Einstein explico este fenómeno al suponer que los granos bajo constante agitación por moléculas invisibles del líquido, las que se movían erráticamente. Lo dicho por Einstein dio lugar a que otros científicos trabajaron bajo el concepto de movimiento molecular lo que otorgó crédito a que la materia está formado por átomos.

Le debemos entonces al movimiento browniano, el que se formara un enlace entre el mundo de hoy y el de los elementos diminutos, invisible que forman este mundo.

2.- Explique con sus palabras las tres leyes de la termodinámica estudiadas en esta semana.

a) La primera ley de la termodinámica tiene relación con la conservación de la energía o reconocida por la expresión “La energía ni sé ni se destruye: solo se transforma”, esto es porque la energía interna puede transformarse en energía mecánica, o bien podemos decir que al realizar un trabajo que afecta a un sistema, o si este sistema intercambia calor con otro, la energía interna del sistema tendrá que cambiar.

b) La Segunda Ley de la termodinámica establece la dirección en la que todos los procesos termodinámicos se llevan a cabo, marca la imposibilidad de que ocurran eventos de otra manera o contrarias a este principio.

Enunciado de Kelvin – Planck: Es imposible construir una máquina térmica que, operando en un ciclo, no produzca otro efecto que la absorción de energía desde un depósito, con la realización de una cantidad igual de trabajo.

c) La tercera ley hace relación a que no es posible alcanzar una temperatura que sea igual a un cero absoluto. Esto debido a que a medida que un sistema se va aproximando a un valor cero, su entropía tiende a un valor constante y específico.

d) Cuarta ley de la termodinámica: Esta ley afirma que la materia disponible se degrada en forma continua y de manera irreversible, supone una modificación al segundo principio de la termodinámica pero aplicado directamente a la materia en vez de la energía.

3.- Explique porque una máquina no puede tener un rendimiento de 100%

Una máquina es un aparato o dispositivo que convierte la energía en trabajo, por ejemplo una máquina de combustión interna gana energía a través del combustible y pierde al realizar el trabajo, entonces en las máquinas la transformación de la energía consumida no se realiza en forma integra en trabajo útil. El motivo de esto es por factores como fuerzas de roce, ya sea entre las mismas partes que integran la máquina o con el ambiente que a esta le rodea.

Como hablamos de pérdida energética, se apreciara siempre que el trabajo útil será menor que la energía suministrada, por tanto esta energía que se disipa lo realizara en forma de calor no aprovechable. Por tanto una máquina que realiza un trabajo de cien por ciento no es posible, ya que siempre se producirá pérdida por disipación de calor.

4.-Explique el funcionamiento de un motor de combustión interna desde el punto de vista termodinámico.

Un motor a combustión interna convierte energía en trabajo, esto lo realiza transformado la energía química acumulada en la gasolina en trabajo. Un motor a combustión interna entonces gana energía a través del combustible y pierde energía al realizar el trabajo. Por tanto aplica el La primera ley de la termodinámica tiene relación con la conservación de la energía o reconocida por la expresión “La energía ni sé ni se destruye: solo se transforma”, esto al transformarse la energía química en energía mecánica, a través del gas contenido en los cilindros del motor a expandirse, generando un trabajo en el entorno y a su vez disminuyendo la gasolina.

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